发展的一个非传统的电液比例阀模糊逻辑控制油压机-中文翻译

1发展的一个非传统的电液比例阀模糊逻辑控制油压机摘要：在这项研究中，一个非传统的电液比例流量控制阀的基础上交换螺线管和模糊逻辑控制器的提议适用于液压压力机。在本研究主要目的是试图建立一个电液比例流量控制阀用最低的成本。由于开关具有相当非线性力/冲击力的特点，基本上是不适合发展的液比例阀。因此，模糊逻辑控制器是采用线性的力量/非冲击力的特点。他的基本思想是利用数值估计拟似力作为反馈信号。实验结果表明，该控制的内存速度按缸使用拟议的电液比例流量控制阀是相当成功。关键词：糊逻辑控制器 液压机 线性比例阀 电磁力 执行器1、介绍压机也许是最常用的数控机床金属成形 1 。根据不同类型的驱动，它们可分为机械和液压压力机。一些明显的优势超过液压机械压力机的是更简单的设计和施工，线性可变输出拟似力和 RAM 速度按缸，随时调整内存的位置和更有效地保护超载。图 1 显示两种典型电路油压机 1 。第一（图 1A ）款代表了泵控系统，其中一个复杂的可变病安置泵是用来控制输出体积流量的方式是成正比的应用电气 SIG 的信号。因此，内存速度的液压机就可线性控制。此外，压力安全受雇于控制电路的输出力的油缸压力的大小。然而，一个简单的固定泵是利用，控制的体积流量和内存速度的油缸压力是通过一个电液比例流量控制阀。因此，本液压回路基本上代表了阀门控制系统。此外，还可以增加，压力安全阀和蓄电池安装在这条通道。他前者是用来控制输出压力压油缸，后者开始是被控高压油开始，然后作为辅助动力源。因此，水压必须出示相应的输出压力保持不变，因此，顺利控制了内存速度按缸可以得到。一般而言，变量位移泵的价格是远远高于传统的固定泵。此外，响应速度泵控制系统是远远低于一个阀门控制系统 2 。如今，然而后者的设计仍是首选虽然前拥有的优势，节省能源。另一方面，阀控制的液压回路中显示图。 1B 款需 2要电液比例流量控制阀，这是最重要的，但昂贵的组件中的电路。图 2 显示了阀门大概的结构。可以看到，这样一个阀门由两部分组成。一个是比例阀机构，在该比例电磁铁是利用标准领域的开放阀口。另一种是补偿的压力，保持恒定压降整个阀口的情况下可能出现的变动的外部负载。图 3 显示的结构和特点，两个常用的电磁驱动器 2 。首先是电磁开关，这是广泛应用的设计传统液压方向控制阀。第二个是电磁比例性阀，这是标准的组成部分的发展，电液比例阀。图 3所示的，开关阀和比例阀的特点是电磁力/冲击力有很大不同，但它们拥有几乎相同的结构。具体而言，前者具有高度非线性电磁力/冲击力的特性; 静力/冲击力的特点，然而后者是相当线性。这种线性力关系的比例电磁铁是关键的要求设计的电液比例阀。例如，阀阀芯，这是受到不断的线性力的工作范围，达到一定的地位，阀体根据胡克定律。这种限制的阀芯标志着一个限制的开口的阀口。此外，还观察到图 3 ，该关系是阀的输出力和输入流量是相当线性。因此，开放地区的阀口是连续可变和比例的输入流量。这正是基本功能流量比例阀。先决条件是利用低成本开关电磁而不是高费用比例电磁铁的线性力的特点。以前的报告 3-5 关于线性力的曲线开关电磁铁是在 20 世纪 90 年代。然而，只有线性比例积分控制器，采用了这些文件。结果线性化的力也不能完全令人满意。本文件中，因此，一种非线性模糊逻辑控制器与闭环力控制方案，提出了线性力的特点。此外，而不是安装一个昂贵的力传感器，这个闭环武力控制计划利用数值估计拟以力作为反馈信号，以尽量减少实施成本。下面介绍实验测试设备，首先简单介绍电磁制动器。2、实验测试设备静态测试装置的电磁驱动器如图 4 所示。一个开环控制的微型步进电机（美国精密工业，西咪替丁（CMD- 260 ）是用来控制柱塞位置测试电磁铁。详细的角位移的微步进电机数目成正比的脉冲方波信号发送到驱动程序。旋转的方向可以方便地进行控制，发高压（ 5 V ）或低压（ 0V）的信号，一个输入端口的驱动程序。此外，滚珠丝杠附在转子，它的圆周运动变换成直线运动。此外，该试验装置提供了一个位置传感器（ RDP-LVDT-D2/200 ）以及负载电池（BAB-10M）的测量中柱塞的位置和输出力。衡量线圈励磁电流，电阻器系列的 10 中使用的电路。输入电压产生线性可控电流， ，电流传感器（即放大器）使用。最后，控制单元，以及采集和处理的测量数据都集成在一个奔腾三的软件控制器。图 5 显示的 3测量非线性力特点电磁开关测试，这是最初开发的 NG02 液压换向阀。以下各节中，两个程序参与（ 1 ）线性力特点电磁开关描述。首先是估计拟似力信号，二是采用了模糊逻辑控制器的闭环控制的武力电磁开关。3、估计拟似力反馈信号让拟似力 F，XM 一个功能柱塞位置，公司和线圈电流信号，即时通讯，因此，Fp (xm ,im) = A (xm)im + B(xm)从实验结果中图 6 所示，表 1 可以建立，其中三个参数都参与，柱塞位置，柱塞的输出力和线圈电流。通过曲线拟合技术，最适合多项式的 A（xm）和 B （xm）最低允许被找出。A(xm)=-1.8211xm4+54.3739xm3+247.4310 xm 2-395.0201xm +287.5556 和 B(xm)=26.7396xm4-106.8007xm3+143.9303xm2 -67.1442X4-10.9445曲线族测量实际力和模拟力的曲线拟合中如图 7 所示 。最大偏差大约只有 2N，由于柱塞的位置， XM 和线圈电流，即时通讯，很容易测量，众所周知，输出拟似力 F，可以数值源自均衡器 1-3 。最大偏差大约只有 2N 由于表 1 。功能之间的关系多项式和柱塞杆xm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 A 220 160 130 106 82 70 60 60 40 B -20 -19.3333 -19.6667 -17.5 -14 -12.6667-12 -14 -7设计的模糊逻辑控制器不同于传统的控制器，有三个程序，参与执行了模糊逻辑控制，模糊化的投入，模糊推理的基础上的知识和去模糊化的规则为基础的控制信号。4、模糊化在这项研究中，两个输入信号的模糊控制器是该力的错误信号，电子信号 e(k) ，其变化的信号，e(k)：e(k) = Fd Fp (4) 4e(k) = e(k)e(k 1) (5)这里：Fd 是理想的信号；Fp 是估计的拟似信号。图 8 显示了模糊隶属函数的两个输入信号，以确定的输入（b）推理推理过程是由一组有序驱动信号的值发生了错误，同时产生错误变化的信号。表 2 显示的定义规则。（c）去模糊化去模糊控制是把信号变换成一个精确控制输出。在去模糊化的方法，重点是用：当 y：输出的模糊控制器，Wi: W 的值随着 i 的值变化而变化，Bi：产生模糊子随着 i 的变化而变化。输出驱动信号的模糊控制器 u(k),，定义为u(k) = u(k1)+u(k) (7)图 9 显示输出隶属函数为启动信号的变化 u(k)。5、实验结果线性拟似力反馈图 10 中显示了使用力控制拟似力作为其反馈信号过程。那个与实验结果相应的线性力采用模糊逻辑控制器如图 11 所示 。在各种柱塞位置0.15mmXM0.95mm，实验测似力信号几乎和水平线平行，这证明的线性力的特点是正确。在同一范围内，此外拟似力还同实验结果非常吻合。这进一步证明的有效性模型所描述的均衡器 1-3 。然而，也观察该测力信号的一系列柱塞位置在0 mm xm 0.15 mm 没有适当线性。这主要是因为补偿很困难的高度非线性，几乎垂直力曲线 5在此范围内，如图 5。表 3 显示了传统比例电磁铁和新比例电磁开关的技术数据之间的比较。由于通过阀口的输出流量不断下降成正比柱塞中力的线性工作的新比例电磁开关短，可用的流量通过新开发的比例流量控制阀预计将较小。然而，低成本比例流量控制控制阀采用新的比例电磁开关代替传统比例电磁铁已研制成功。6、安装在水压机和实验结果控制水压机的阀门是用于在实验室验证性能提出的非常规的比例流量控制阀。活塞的最大直径和力的内存分别是 350mm 和 250mm。最大内存速度 300mm/min ，相当于体积流速 30l/min 。如果供应水压是 210bar 输出力达到 2000kN。衡量内存速度，线性电位器是首先利用获得的信号的内存位置。然后，内存速度数值获得这里：vm：衡量内存速度，Ts: 取样时间。图 12 显示了实验步骤得到内存以三种不同的速度力量的输入。由于压力补偿保持经常压降整个阀口，输出流量成正比力的螺线管的柱塞。因此，观察到的内存速度是可控的方式，是理想比例输入线性的结果是令人满意的。7、结论本文提出了一种新的开关电磁比例已成功开发和应用的设计非常规比例流量控制阀的油压机。这个研究可以得出三个结论。双方试图利用数值估计拟似力作为反馈信号和线性力中关系的电磁开关由一个模糊逻辑控制器是成功的。新开发的非传统的比例流量控制阀的油压机拥有备注能够利用更低的成本，因为价格的开关电磁只有 10 左右的比例电磁铁。现有的流量通过新开发的比例阀小于通过以前的比例阀。这可能被视为成本的线性化。这种缺陷，但是，也许很容易克服的选择开关电磁具有较大的输出力的线性化，如开关电磁阀 NG03 液压阀。