基于虚拟仪器的电液比例方向阀静动态特性综合CAT系统

首次采用压力传感器构成压差反馈闭环控制,解决了电液比例方向阀稳态流量特性测试时阀压降恒定问题,使其在测试过程中阀压降波动控制在国标规定的5%以内.采用虚拟仪器技术实现了对电液比例方向阀的静动态综合特性测试,主要包括静态特性的稳态流量特性、压力增益特性、负载流量特性、流量压降特性和动态特性的频率特性、阶跃响应特性,并给出了某电液比例方向阀各种特性的实测结果.     

电液伺服系统频率特性测试系统的设计

为满足电液伺服系统的频率特性测试的需要,根据电液伺服控制系统的组成,采用虚拟频率特性测试仪技术分别设计了计算机控制系统以及数据处理程序,构成电液伺服系统频率特性测试系统。该测试系统可完成白噪声激励信号生成,电液伺服系统实时控制以及数据记录等功能,通过数据处理程序可完成电液伺服系统频率特性曲线绘制,该测试系统在电液伺服系统频率特性实验中发挥了重要的作用。     

先导式大流量电液比例方向阀建模与仿真研究

先导式大流量电液比例方向阀控制精度高、响应速度快,能精确实现流量的方向控制和比例控制,这对于电液比例系统的高精度控制及其整体性能提高具有重要的意义。针对某型号的先导式大流量电液比例方向阀建立其静、动态特性和先导阀与主阀匹配研究的仿真模型,进行理论计算和仿真研究。仿真结果表明该阀的静、动态特性较好,先导阀与主阀匹配良好,为阀优化设计奠定了基础。     

基于组态技术的电液比例泵试验台CAT系统研究

为提高比例泵的性能测试精度和质量,本次开发的测控试验台以PC总线工业控制机为硬件基础,采用先进的集散系统组态软件-FIXDMACS,紧密结合自动控制、数据采集与处理、通讯显示技术,设计研制出具有实时跟踪、检测与控制、画面显示丰富、界面友好、多通道数据传输的测控系统;并利用该测控系统完成了电液比例泵的各项性能参数测试,实验结果表明该测控系统稳定可靠、组态简单灵活、测试精度高、响应时间快、兼容性强,可应用于工程实践和科学研究中,具有较高的实用价值.     

基于虚拟仪器的电液比例变量泵自动测控系统

设计并开发了集传感器技术、可编程逻辑控制器(PLC)、工控机和虚拟仪器于一体的计算机辅助电液比例变量泵自动测控系统.采用了速度闭环、压力闭环和流量闭环的控制方法,保证了电液比例变量泵在稳态测试过程中各参数的精度达到小于1%的要求.运用虚拟仪器技术实现了电液比例变量泵动静态综合性能的测试,主要包括基本性能测试、压力流量滞回曲线测试以及压力流量阶跃响应测试.现场测试结果表明,该测控系统具有较高的测试精度和效率,能及时发现系统动作异常并可以进行自我保护.     

液压起重机过载自动控制及稳定性研究

为提高起重机变幅系统过载制动的平稳性和快速性,保护起重机臂架安全,提出了一种应用电液比例方向阀平缓切断变幅系统油路的过载自动控制新方法.分析了液压起重机过载控制方式,基于键合图理论建立了变幅系统下降工况的机液耦合模型.应用数学分析软件Matlab对模型进行了数值解析,计算了在30°、45°、60°吊臂仰角、电液比例阀不同关闭时间下,变幅油缸活塞杆的速度响应.得出了变幅系统制动时兼顾平稳性和灵敏性要求,比例方向阀最优关闭时间为0.2s的结论.试验结果验证了仿真模型和优化参数的正确性,为液压起重机过载自动控制系统性能的提高提供了理论依据.     

机器人化悬臂式掘进机液压行走驱动系统建模

为了解决机器人化悬臂式掘进机行走控制问题,在对该掘进机液压行走驱动系统的工作原理分析的基础上,建立了该系统的数学模型。该数学模型悬臂式掘进机行走驱动系统中电液比例方向阀的电压与阀芯位移关系式和流量方程、液压马达的流量与扭矩方程、比例方向阀的阀芯位移与液压马达角速度关系方程以及方向阀的输入电压与液压马达角速度的传递函数。仿真实验结果表明,所建立数学模型与实际基本吻合,为机器人化悬臂式掘进机性能分析和控制系统设计提供了实用的数学模型。     

基于WLAN的低温等离子体设备测控系统

以嵌入式和WLAN(wireless local area network)技术为基础,针对典型的低温等离子体设备系统,设计开发了带有WLAN接口的设备节点和主控制器,建立了一个基于WLAN的低温等离子体设备测控系统实验平台。基于此平台,对WLAN应用于工业测控系统的实时性特性进行了研究和实验测试,测试结果表明,该系统可以安全可靠地工作,实时性可以满足系统的控制要求。     

液压支架试验台远程多缸同步控制系统设计

为解决30 000kN液压支架试验台活动平台及垂直外加载平台远程四缸同步控制技术难题,设计了基于PXI平台和LabVIEW RT的液压支架试验台远程多缸同步控制系统。采用高频电液比例方向阀作为调高油缸液压系统的执行元件,高精度位移传感器作为实时闭环系统的反馈元件,通过在嵌入式实时控制器中运行模糊PID控制算法,实时调整比例方向阀开口度,从而实现调高油缸的同步。实际应用表明,在液压支架试验台活动平台调高过程中,该系统的四缸最大同步误差为0.91 mm,四缸最小同步误差为0.63mm。     

机器人液压挖掘机运动系统的建模与控制

首先利用机器人运动学将铲斗的理想运动轨迹和各工作装置的目标转角序列联系起来,然后利用拉格朗日方程建立各工作装置的运动学模型,最后推导出LUDV液压驱动系统的电液模型,从而得到了挖掘机器人运动系统的完整模型．针对系统动力学的高非线性、参数的不确定性、外界干扰及比例方向阀的死区及非线性增益等特点,提出一种建立在自适应鲁棒控制基础上的非连续映射方法来处理运动系统并利用鲁棒反馈来消除近似误差．最后利用动臂控制试验来验证控制方法的正确性．     

Harmonic control of a dual-valve hydraulic servo system with dynamically allocated flows

Modern industries face increasing demands to improve the precision and workability of equipment, leading to stringent requirements for hydraulic servo systems in terms of flow, accuracy, and output power. High-flow servo valves and multi-valve synchronous control methods have seen more applications in the industry to meet these demands. However, high-flow servo valves are expensive and have unsatisfactory performance, and synchronous control methods require servo valves to have the same hydraulic characteristics, resulting in higher cost and lower accuracy of high-flow hydraulic servo systems. Also, very little has been conducted on controlling single actuators using multiple valves. In this study, we design a novel dual-valve hydraulic servo system structure with a high-flow proportional directional valve that is connected in parallel with a low-flow servo valve and further develop the mathematical model of this dual-valve system. Next, a harmonic control scheme was proposed, which included a flow allocation layer and trajectory tracking layer. Thereby, we achieved optimal control of two valves, and robust performance was guaranteed. Finally, we investigate the relationships between the flows of two valves, the deadband of the proportional directional valve, and trajectory tracking errors. Experimental results show that the proposed control scheme can effectively adjust the output flow of each valve dynamically according to the tracking trajectory and the hydraulic characteristics of the two valves, and the tracking performance of the servo system is significantly improved. This method is promised to enable the realization of an economical, high-flow, high-precision hydraulic servo system that can be generally used in various fields, such as marine engineering and construction.     

一种喷气反作用控制实验系统

介绍了十字梁实验系统的设计和实现,十字梁实验系统是一个用于验证喷气反作用控制的作用和效果的实验平台,以十字梁为研究对象,可以对各种经典的和现代的控制算法进行验证.该系统以TI公司的TMS320LF2407 DSP控制器为核心,由两个加速度计和一个陀螺仪组成姿态角测量系统,根据PWM控制原理实现开关电磁阀的比例控制,从而控制喷气反作用力的大小,最终控制梁体的旋转角度.给出了仿真结果和实验结果的对比图,说明了模型的正确性.所设计的系统响应快,精度高,具有很高的工程应用价值.     

基于DSP和MCU的管道漏水检测和定位系统研究

每年因国内供水管道泄漏导致的水资源浪费问题严重。根据泄漏水流和管道摩擦所产生的振动信号的频率特性,本文基于DSP(TMS320VC5402)和MCU(Rabbit3000)设计一种双处理器供水管道漏水检测和定位系统。在系统中,DSP负责采集信号的功率谱估计和互相关运算,MCU负责人机接口、控制系统运行。整个系统由DSP数据处理最小系统、数据采集模块、无线通信XBEE模块、MCU人机接口模块、GPRS无线模块组成。经过反复试验表明,系统具有较好的检测定位能力且定位误差在一米之内。     

Immersion and invariance‐based impedance control for electrohydraulic systems

This work deals with the impedance control of electrohydraulic systems based on the concept of immersion and invariance. In the first step, the impedance control task for a basic electrohydraulic system comprising a hydraulic cylinder and a 4/3 proportional valve is analyzed. In order to mitigate the problem of energetic inefficiency and the high demands on the dynamics of the valve, an extended electrohdydraulic system is proposed. By means of a suitable choice of the parameters and an immersion and invariance‐based controller strategy, a significant reduction of both energy consumption and required dynamics of the valve can be obtained. The feasibility of the proposed impedance control strategies is demonstrated by extensive simulation studies. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于DSP的感应电动机转差型矢量控制系统

本文介绍了TMS320LF2407数字信号处理器的结构特点以及转差型矢量控制的实现方法，给出了基于DSP的矢量控制系统结构以及软件沈程图。     

移动电站综合测试系统设计

分析了某火炮移动电站的特点和测试要求，提出了基于高速数据采集和实时数据处理的综合测试方案，介绍了该测试系统的硬件组成和软件设计的特点。该系统以DSP高速数据采集处理模块为核心，可实现多通道高精度、快速的数据采集，结合LabVIEW平台下开发的测试软件，构成了满足移动电站多种测试要求的虚拟仪器系统，结构功能扩展也十分方便。实际应用证明该系统可实现对电站工作状态进行有效的检测，同时也具有很强的灵活性和可扩展性。     

自适应模糊PID 控制在压射控制系统中的应用

压铸机工作环境恶劣,干扰较多,使参数发生较大变化,影响系统的稳定性,传统的PID线性控制在被控对象发生变化时,控制特性也随即发生变化。针对这个缺点,采用自适应模糊PID控制技术,并利用模糊控制的智能非线性特点来弥补PID控制器,从而对电液比例阀进行良好的控制,使系统达到一个最优的控制状态。通过实验仿真可知自适应模糊PID控制方法的可行性。     

应用TMS320C25的柴油机转速模糊控制系统

介绍了一种利用TMS320C25DSP芯片的柴油机转速控制系统。此系统在硬件上利用了通用定时器进行频率测定,在系统在硬件上利用通用定时器进行频率测定,在软件上发挥DSP芯片在连乘积运算上的优势实现更复杂的实时算法,并采用了非线性隶属函数。经实验证明,此系统具有良好的抗干扰性和鲁棒性。     

一种交流温升试验电源的测控系统设计

传统温升试验电源在电网电压波动及负载变化的情况下,难以实现温升试验电流的稳定控制,对温升试验的结果影响较大.为解决上述问题,根据现有温升试验电源的操作原理,采用DSP和FPGA设计了一种专用的温升试验测控装置,该装置可根据温升试验的工艺要求,通过实时采集计算温升试验电流的大小、频率,计算调节调压器所需的接触器动作时间和变频器所需的频率调节给定,确保温升试验电流的大小及频率稳定在设置的阈值之内;同时,根据温升试验规范,结合LabVIEW软件设计了温升试验的远程监控后台.试验结果表明,所设计的温升试验测控系统能够满足温升试验的工艺需求,能够较好地实现温升试验电流及频率的稳定控制,提高温升试验工作效率.