零位特性对精细运动控制的影响伺服系统中怎样使用平衡阀或者锁止阀.docx

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1、零位特性对精细运动控制的影响，伺服系统中怎样使用平衡阀或者锁止阀零位特性对精细运动控制的影响，伺服系统中怎样使用平衡阀或者锁止阀网络导语：聪明的选择和使用你的阀，才能实现精细的控制。本文着重讨论了零位特性对精细运动控制的影响，同时对于在伺服系统中怎样使用平衡阀或者锁止阀做了具体分析。聪明的选择和使用你的阀，才能实现精细的控制。本文着重讨论了零位特性对精细运动控制的影响，同时对于在伺服系统中怎样使用平衡阀或者锁止阀做了具体分析。正文良好的控制性能需要的不仅仅是良好的运动控制器，甚至最好的控制器也无法弥补拙劣的系统原理设计和元件选型。伺服阀、比例阀的特性对于闭环运动控制系统有着宏大的影响。诸如平衡

2、阀之类的元件也会影响伺服阀、比例阀的运行。有时候由于工程紧张的周期导致了整个系统原理设计的缺陷以及不正确的选型，结果就是往往会花大量的精力和时间去处理这样的系统，奢想到达期望的性能。更好的理解一些通用阀的应用问题可以缩短系统的设置时间，实现更精细的运动控制。油缸飘移和阀的零位问题在液压控制系统中，飘移是一个微妙或复杂的问题。我们从两方面来讨论，一个是相比照较直接易理解的执行器飘移问题，另外一个是更难琢磨不定的阀的零飘。执行器飘移发生在阀不在零位之处，当没有控制信号时比方阀供电被切断，导致执行器活塞缓慢挪动或飘移。在某些情况，飘移是我们期望的比方当不调整时，此时活塞杆缩回至平安位，弥补控制信号的

3、丧失。当飘移的速率太高或飘移方向错误的时候，问题就来了。比方，假如飘移量高达阀控制信号10%的时候，就需要对阀进展补偿了。假如10%的控制输出信号只是用于保持位置，只剩下90%被用于驱动执行器运动，与飘移方向相反。结果就是，执行器也许只能得到该方向全速的90%。因此，对于有快速需求的场合，具有较大零飘的阀无法确保执行器到达期望的最大速度。零偏的调整很轻易，伺服阀通过调整阀体上面的螺钉，或比例阀通过调整放大器来实现。当输入至阀的控制信号设定为零时，调整螺钉或者放大器，直至执行器停顿飘移。另外一种情况，对于轴控位置闭环系统，你可以通过调整零位螺钉或放大器，直至输入至阀的控制信号为零电压。零偏的补偿

4、也可以在运动控制器实现，通过调整零偏或零位参数。假如在其闭环控制算法里，运动控制器有积分环节，当其工作在闭环控制形式时，积分环节将自动补偿零偏。然而，错误的使用积分作为零位补偿会导致一些不期望的行为。比方，由于积分不适用于开环形式，在点动或局部循环周期的时候其工作于开环形式，零偏就有可能不会被校正。因此，最好是在阀体或运动控制器的零偏参数上面调节零偏，而不是依靠于PID算法的闭环补偿。关注零飘不断变化的零位条件，称之为零飘，是一个更为严重的问题。这可能是由于背压，液动力，或莫名其妙的原因或者错误的阀芯控制所致。零飘需要控制器持续稳定地改变信号输出，确保阀可以锁定位置护着保持稳压。这可能会损害位

5、置或压力控制的性能以及重复性，固然高性能的运动控制器在偏向不太大的时候可以补偿该变化。为了最小化零飘的影响，阀芯显得尤为重要。一个良好设计的伺服比例阀控制用具有内部控制环，其使得阀芯位置比例于控制信号，见图1。理想的情况是，当控制器发送至阀50%的控制信号时，阀芯位置将停留在50%的流量控制位置。图1如今假设控制器输出0%的控制信号，驱动阀芯移至零位，或0%的位置。当阀芯越来越接近0%零位的时候，误差将变小，因此校正误差的力也变小。该力也许缺乏以克制真实的摩擦力或液动力，因此，一个很小的零位偏向仍然存在。只有比例控制的阀将无法到达期望的位置，由于来自阀芯控制器的力缺乏以大，进而把偏向减小至零。

6、PI比例积分控制器由于有积分环节，最终可以减小阀芯期望位置和实际位置的偏向至零，并且减小零飘影响。对死区的处理似乎，通过使用阀芯中位封闭的阀来消除零偏和零飘显得非常有趣。这些阀的阀芯被加工成在零位具有死区，即没有油液流动，如图2所示。一些阀的死区到达20%，这意味着控制器输出控制信号到达20%的时候，油液才会开场流动。这些阀假如应用在阀芯必须在零位往返运动进而确保位置或者压力的工况，将会有问题。图2很多运动控制用具有死区参数调节，可以局部补偿死区影响。在如上所例如子，可以在阀芯挪动方向上给一个20%的初始设定值。不幸的是，在很多应用中，这并不有效，由于阀芯挪动还是需要消耗时间的。通常，控制器必

7、须与阀快速响应，使得执行器活塞两侧的油液快速进出，进而确保位置或活塞两侧的差动力。这意味着阀芯必须快速挪动，行程可能到达阀芯行程的40%只是为了保持位置！当阀芯在死区位置时，没有油液流动。因此，在阀芯挪动分开死区的期间可能几毫秒或者更多，由位置或压力传感器测出的结果就是零。液压阀制造商通过他们的阀芯可以挪动有多快来评定他们的阀，但是在很多应用中，他们是怎样很好的控制零位流量那么显得更为重要。零位的特性，如图2a所示，显然不是控制算法想要的线性响应。由于在响应方面的负作用，以及零位的极端非线性特征，具有死区的阀应该防止应用在伺服控制系统中而应采用具有零遮盖的阀，如图2b。具有死区的阀唯一可以被可靠应用在精细控制的场合就是该阀阀芯将挪动至某一侧，并只在该区域工作。速度控制就是其应用的一种案例液压执行器的运行速度被控制，其通过阀芯移至一侧可以有多快速度来实现。平衡阀和锁止阀