一、電液數字控(kòng)製技術的特(tè)點
采用傳統比例閥或伺服閥等(děng)模擬信號控(kòng)製元(yuán)件構成的係統,一般通過(guò)D/A接口實現數(shù)字控製,這是目前國內外(wài)液壓與氣動數字控製流行的方法。這種方法存在如下缺點:
(1)由於(yú)控製器中存在著模擬電路,易於產生溫(wēn)漂和零漂,這不僅使(shǐ)係統易(yì)受溫度變化的影響;同時,也使控製器對閥本身的非(fēi)線(xiàn)性因素如死區、滯環(huán)等難(nán)以實現徹底補償。
(2)增加了D/A接(jiē)口電路。
(3)用於驅動比例閥(fá)和伺(sì)服閥的比例電磁鐵和力矩馬達存在著固有的磁滯現(xiàn)象,導致閥的外控製特(tè)性表現出2%~8%的滯環,控製特性較差。
(4)由於結構特點所決定,比例電磁(cí)鐵的磁路一般由整體(tǐ)式磁性材料構成,在高頻信號作用下,由鐵損而引(yǐn)起的溫升較為嚴重。
數字(zì)液壓(yā)元件與計算機(jī)連接不需要D/A轉(zhuǎn)換器,省去了模擬量(liàng)控製要(yào)求(qiú)各環節間(jiān)的線性和連(lián)續(xù)性。與(yǔ)伺服閥、比例閥相比,數(shù)字液壓元件(jiàn)具有結構簡單、工藝性好、價格低廉、抗汙染能力強、可在惡劣(liè)的環境下工作等優勢。
另一方麵,數字元件的輸(shū)出量可由脈衝頻率或寬度(dù)進行高可靠性調節控製,具(jù)備抗幹擾能力強,較高開環(huán)控製精度等(děng)特點。
二、電液間接與直(zhí)接數字控(kòng)製技術
用數字信號直接控製液流的壓力、流量(liàng)和方向的閥(fá),稱為電液數字閥(簡稱數(shù)字(zì)閥)。電液數字閥主要有(yǒu)增量式數字閥(fá)、高(gāo)速開關數(shù)字閥以及閥組式數字閥和數碼調節閥。電液數字閥的控製技術(shù)包括電液間接與直接數字控製技術。
1.電液(yè)間接數字控製技術
液壓與氣動間接數字(zì)控製技術的基本方法是將比例閥(或伺服閥)與控製放大(dà)器構成控製係統,一般通過D/A接(jiē)口實現數字控(kòng)製。這種控製方法存在的缺陷與不足是:一方麵由於控製器(qì)存在模擬電路,易於產生溫漂(piāo)和零漂,這不僅使係統易受溫度(dù)變(biàn)化的影響,也使控製器對閥本身的非線性因素(sù)如死區(qū)、滯環等(děng)難以實(shí)現徹底補償(cháng);另一方麵用(yòng)於驅動比例閥和伺服閥的比例電磁鐵和力矩馬達存在著固有的(de)磁滯現(xiàn)象,導致閥的外(wài)控特性表現出2%~8%的滯環,提高了閥的成本。除此之外,由於控製器結構特點所決定,比例電磁鐵的磁路一般隻(zhī)能由整體式磁性材料構成,在高頻(pín)信號(hào)作用下,由鐵損而引起(qǐ)溫升較為嚴重(chóng)。
2.電液直接數字(zì)控製技術
電液直接控製技術主要有高速開關閥的PWM控製和(hé)步(bù)進電動機(jī)直接數字控製兩種方法。步(bù)進(jìn)電動機的類型又有三相步進(jìn)電動機和直(zhí)線步進電(diàn)動機之(zhī)分,二者在實(shí)現對數字閥的控製上有所不同,前者需要配合適當的傳動機構,後者(zhě)則可直(zhí)接進(jìn)行直線控製。
(1)高速開關閥的PWM控製。通過控(kòng)製開關元件的通斷時間比,以獲得在某一(yī)段時間內流量的平均值,進而實現對下一級執行機構的控(kòng)製。該控製方式(shì)具有不堵塞、抗汙染能力強及結(jié)構簡單的優點。但是也存在(zài)以下不足:一方麵高速開關閥(fá)的PWM控製(zhì)zui終表現為一種機械信號的調製,易於誘發管路中的壓力脈衝和衝擊,從而影響元件自身和係統壽命及工作的可靠性;另(lìng)一(yī)方麵元件的(de)輸入與輸出之間沒有(yǒu)嚴格比例關係,一般不(bú)用(yòng)於(yú)開環控製。除此之外控製(zhì)特(tè)性受機(jī)械調製頻率不易提高的限製。
(2)步進電動(dòng)機直接數字控製。這種方(fāng)法利用(yòng)數字執行元件步進電動機(或(huò)者加適(shì)當的旋轉一直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換機構)驅動閥心實現直接數字控製。由於這類數字控製元件一般按步(bù)進的方式工作,因而常稱為步進式數字閥。
3.數字式電(diàn)機械轉換元件
電液控製元件(jiàn)主要分為電液比例/伺服(fú)控製元件和數字控製元件兩大類。前者的輸出信號與輸入(rù)信號之間成連續比例關(guān)係,後者接受方波信號或脈(mò)衝信號控製,其輸出信號為開關狀(zhuàng)態或(huò)與輸入的脈衝數呈(chéng)離散比例關係。因而(ér)數字元件又可分為(wéi)高(gāo)速開關元件和離散式比例控製元件,離散式比例控製元件一般(bān)又分為閥組式(shì)和步進(jìn)式兩種。