电液伺服控制器的电路设计及精度研究doc-故障诊断控制器VIP免费

作者简介:李永建（1977-），男，北京航空航天大学自动化科学与电器工程学院硕士生Email：liyongjian@asee.buaa.edu.cn王少萍，女，北京航空航天大学自动化科学与电器工程学院博士生导师电液伺服控制器的电路设计及精度研究李永建王少萍摘要：本文针对目前电液伺服控制器中电液伺服阀显示电路影响其驱动电路设计的问题，提出了用电流式模拟表头加继电器方法，代替了采样电路加电压式模拟表头，改善了线性度和精度；针对一般的传感器调理电路增益调节范围小，线性度不好的问题，本文采用了一种新的电路增加了放大倍数和改善了线性度；本文还介绍了一种根据实际情况把电位计和固定电阻结合的方法，提高了电位计在电路中的精度。关键词：电液伺服阀驱动电路调理电路精度Thecircuitdesignofelectro-hydraulicservocontrollerandAccuracyresearchAbstract:Thispaperaimedatissueofelectro-hydraulicservocontrollerservovalvedisplaycircuitaffectingtheirdrivingcircuitatpresent,usingCurrentanalogHeadandRelay,insteadingofsamplingcircuitandvoltageanalogHead,improvedthelinearityandprecision；Gainadjustmentofthesensorconditioningcircuitsaimedatthegeneralscopeofthesmall,poorlinearity.Inthispaper,anewamplifiercircuittoincreaseandimprovethelinearity；Italsointroducesamethodaccordingtotheactualsituationtoputafixedresistancecombinationofpotentiometer,anditimprovedtheaccuracyofcircuit.Keywords:electro-hydraulicServoValve；DrivingCircuit；Conditioningcircuit；Accuracy近年来电液伺服控制技术的发展非常迅速，覆盖从民用机械到精确打击武器等关键国民经济领域。作为辅助设备——电液伺服控制器的应用的场合也越来越多。但传统的电液伺服控制器中的电液伺服阀显示电路通过采用电阻把电液伺服阀电流转换为电压去显示，由于采样电阻串联在电液伺服阀驱动电路中，造成了驱动电路的非线性，也影响了显示精度；本文用继电器作为选择电路，把电流式模拟表头引入驱动电路中直接测量电液伺服阀电流，提高了显示的线性度和精度；本文还针对电液伺服控制器中传感器调理电路中增益调节范围小，线性度不好的问题，提出了可行的解决方案。1电液伺服控制器概述图1电液伺服控制器原理示意图由图1可以看出，电液伺服控制器的主要功能是将电液控制系统的力矩信号和角位置信号进行调理送入计算机的A/D，同时将计算机D/A输出的控制信号（伺服阀控制信号）进行转换和放大，去驱动伺服阀按要求运动。本系统的特点是：（1）力矩传感器感受的力矩信号比较微弱，输出信号为mV级，经过传输线后进入调理电路引入很大干扰，故除了对其功率放大和调零外，另加入滤波电路；（2）为了保证电液伺服控制器的可扩展性，还设计了标准输入和标准输出接口；（3）配置了显示仪表以实现实时监测电液伺服系统工作情况的目的。现将以电液伺服阀FF102驱动放大电路、显示电路及位移传感器调理电路为例讨论其设计方法及如何提高电路精度线性度方面的问题。2电液伺服阀驱动显示电路的设计2.1电液伺服阀驱动电路设计驱动模块是电液伺服阀驱动电路的核心，它由第一级仪表运算放大器AD622AN和第二级功率运算放大器LH0041组成。电液伺服阀驱动电路的要求在D/A1端加-10V～10V的电压，AB端（接电液伺服阀）输出-40mA～40mA的电流信号。第一级AD622AN放大电路在后面将论述，下面先讨论一下第二级功率运算放大器LH0041的使用原理。图2为电液伺服阀驱动电路图。电液伺服阀作为驱动的负载，其线圈具有电感而非纯电阻阻抗，所以流过线圈的电流将不与加在其两端的电压，即放大器的输出电压成正比。为了使控制电流正比于输入电压，采用电阻R-S107与电液伺服阀控制线圈串联，并将其上电压与经过电阻R-ST1反馈到放大器输入端，因为反馈电压是由电流产生的，故为电流负反馈。图2电液伺服阀驱动电路图用Is表示流经电液伺服阀控制线圈的电流，从图中容易得出：(1)其中：(2)又：(3)可得：(4)由式(4)可以看出，流经电液伺服阀控制线圈的电流Is正比与输入电压和调零电压的综合值，连接面板上的调零旋钮，即可实现电气调零...