伺服控制專輯—方框圖
穩(wěn)定性與控制問題
方框圖
用傳遞函數(shù)TF來表示整個系統(tǒng)的特性。各個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)Tf1,Tf2,Tf3,Tf4共同作用,得到一個新的系統(tǒng)傳遞函數(shù),可以表達輸出Fbk(V)與輸入Cmd(V)之間的關系。這就是系統(tǒng)Tfo的閉環(huán)傳遞函數(shù),可以將其轉換為時間或頻率響應,用以分析系統(tǒng)的性能。為了得到整個系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)Tfo,怎樣確定控制器Tf1?
開環(huán)分析
Bode和其他人(比如奈奎斯特等)創(chuàng)建了一種基于開環(huán)頻率響應的分析方法,用以確定控制器Tf1的性能??刂破鱐f1將輸出Fbk(V)與誤差Err(V)進行比較。計算方法如下:環(huán)路中的每個環(huán)節(jié)都有一個幅度(K1,K2,K3,K4),用DB表示;和一個相位(φ1,,φ2,φ3,φ4),每個環(huán)節(jié)的幅值和相位都隨頻率變化,即為各個環(huán)節(jié)的頻率響應。在給定頻率下,整個系統(tǒng)開環(huán)響應的增益是各個環(huán)節(jié)的增益之積;即K1.K2.K3.K4。(用對數(shù)坐標表示)。在給定頻率下,整個開環(huán)響應的相位是各個相位的總和。即φ1+φ2+φ3+φ4。
0dB增益時的總相位滯后應不大于135°;即相位裕度大于(180-135)= 45°。(相位裕度相當于保險系數(shù))
180°相位滯后點的增益應不大于-10dB;即增益裕度為10dB。
(注:這個可以根據(jù)要求自己設定)
增益增加時,穩(wěn)定裕度會相應降低??刂破髟鲆鍷1應根據(jù)系統(tǒng)需要做相應調(diào)整。
注:在以上幅頻特性和相頻特性中,橫縱標為頻率,10倍頻增加,縱坐標為幅值,單位為DB。
controller為控制器,PID的整定在此完成,PID的相關知識在下一節(jié)重點討論;valve為伺服閥,等效為二階震蕩環(huán)節(jié),所以其幅值隨頻率的增加而衰減,相位隨頻率的增加而滯后;cylinder為油缸,油缸輸入為流量,表現(xiàn)出的特性是速度v=Q/A,假設被控量為位移,那么油缸就是一個積分環(huán)節(jié)1/s=1/(jw)=-j/w。所以其幅頻特性為|G(jw)|=|1/jw|=1/w。相位特性為-arctgw/0=-90°。恒定滯后90°。由此可知,積分環(huán)節(jié)的相頻特性與角頻率無關。
表明積分對輸入信號(一般為正弦信號)有90°的滯后作用,其幅頻特性為1/w,是w 的函數(shù),當w由零變到無窮大時,輸出幅值則由無窮大衰減至零。在|G(jw)|平面上,積分環(huán)節(jié)的頻率特性與負虛軸重合。
推薦文章
-
自從首次使用液壓和氣動技術以來,這些技術不斷發(fā)展以滿足新的應用和行業(yè)需求,并利用各種技術進步。在過去的 75 年里,《Power & Motion》(最初稱為“Applied Hydraulics ”)涵蓋了流體動力行業(yè)為提高性能、能力和滿足客戶需求所做的持續(xù)努力。 當《Applied Hydraulics》第一期于 1948 年 2 月出版時,編輯的信中表示,用于驅(qū)動和控制的液壓機構的使用已大幅增長,并且進一步增長的潛力是顯而易見的。在 1958 年 9 月號中,該出版物宣布更名為《Applied Hydraulics & Pneumatics》,以更好地反映其對如何使用流體(無論是空氣還是石油)傳輸能量的報道。正如該期編者按中所述,更名后的出版物認識到壓縮空氣和油的廣泛使用,雖然應用可能不同,但液壓和氣動解決的基本設計問題是相似的,因此能夠為那些使用其中任何一種的人員提供學習機會 技術。 快進到今天,現(xiàn)在液壓和氣動可以在許多市場和應用中找到。流體動力行業(yè)也正在經(jīng)歷另一場演變,電子與液壓和氣動的集成(在某些情況下取代液壓和氣動)的不斷增加,以實現(xiàn)更高水平的效率、精度和數(shù)...
-
在啟用液壓泵前,注油是一項至關重要的步驟,它對于液壓系統(tǒng)的順暢運行和長期穩(wěn)定性不可或缺。為什么這項操作如此重要?主要有以下幾點原因:液壓泵注油的作用1.潤滑作用液壓泵內(nèi)部包含許多精密的運動部件,如柱塞、缸體、配油盤和補油泵等。這些部件在運轉時需要保持高度的潤滑,以減少摩擦和磨損,延長其壽命。注油可以確保潤滑油充分潤滑這些部件,降低運行時的摩擦損失。2.導熱作用在液壓系統(tǒng)中,液體承擔著將能量從一個部件傳遞到另一個部件的任務。如果液壓泵不得到適當?shù)臐櫥屠鋮s,其內(nèi)部溫度可能會升高,導致液壓油的性能下降,甚至可能引發(fā)泵的故障。3.封密性能注油還有助于維持液壓系統(tǒng)的密封性能。液壓系統(tǒng)中的密封件必須保持良好的彈性,以防止液體泄漏。適當?shù)淖⒂涂梢詭椭芊饧3秩彳浐兔芊?,從而減少泄漏的風險。完成液壓泵注油時有哪些注意事項?博世力士樂經(jīng)驗豐富的售后服務工程師為大家總結了以下幾點建議(劃重點啦~):液壓泵注油操作建議1.清潔在注油之前,務必確保工作環(huán)境和注油設備都是干凈狀態(tài)。防止雜質(zhì)和污垢進入液壓系統(tǒng),以免損壞泵和其...
-
液壓閥塊在使用后一段時間是要清洗的,如何清洗呢?下面大蘭液壓小編給大家簡單介紹一下如何清洗。 1、拆卸。對于液壓閥塊而言,其各個零件之間雖然大多由螺栓進行連接,但是液壓閥塊在進行設計時是非拆卸的,若缺乏專用設備或者缺乏專業(yè)技術而強行進行拆卸,其所可能導致的結果就是損壞液壓閥。所以,在拆卸之前維修人員應當將液壓閥塊結構掌握,并且應當掌握各個零件之間連接方式,在拆卸過程中應當對不同零件之間位置關系進行記錄。 2、檢查清理。對閥體及閥芯等零件進行檢查,觀察其污垢沉積情況,在對工作表面不造成損傷的基礎上,利用毛刷、棉紗以及非金屬刮板將集中污垢清除。 3、粗洗。將閥芯與閥體在清洗箱托盤上放置,并對其進行加熱浸泡,在清洗槽底部通人壓縮空氣,利用氣泡產(chǎn)生的攪拌作用,將殘存污物清洗掉,在條件允許情況下可行超聲波清洗。 4、精細。先以清洗液進行高壓定位清洗,然后以熱風干燥。在企業(yè)有條件情況下,可選擇現(xiàn)有清新劑,在一些特殊場合也可以對有機清洗劑進行使用,比如汽油及柴油等。 5、裝配。根據(jù)液壓閥 塊示意圖或者在拆卸時所記...