電液比例控制原理與要求

　　液壓控制系統(tǒng)中兩個最重要的被控參數(shù)是壓力與流量，而控制上述兩個參數(shù)的最基本手段是對流阻進行控制。目前生產(chǎn)上實用的可控流阻結(jié)構(gòu)形式主要是機——液控制式的間隙型流阻。它利用控制固體部件的運動或變形來實現(xiàn)對流阻的控制，而這種運動或變形大多采用電磁式設(shè)計，利用電磁力與彈簧力相互平衡原理來改變可控流阻的液阻。

　　完成這一功能的電磁鐵亦稱作比例電磁鐵。由于它結(jié)構(gòu)尺寸一般比較大，所以運動慣性和磁滯也大，存在粘滯摩擦等影響比例閥性能響應(yīng)的因素。為了減小磁滯和摩擦力對比例閥性能的響應(yīng)，通常需要在控制信號中疊加顫振信號，比如正弦波或三角波，其頻率一般為100hz～200hz，振幅約為額定控制信號的10％～20％。

　　這里就介紹一種新型的電液比例控制器設(shè)計。

正弦顫振信號發(fā)生器

　　一個正交振蕩器，它可以產(chǎn)生兩個相差90°的正弦波，即一個正弦波，一個余弦波。

　　當(dāng)r₁c₁=r₂c₂時，同相積分器的輸出u₀₁為：

　　反相積分器的輸出u₀：

　　對式(2)進行兩次求導(dǎo)后可得：

　　當(dāng)取r1=r2=10 k，c1=c2=c3=0.1μf時，根據(jù)顫振頻率f0=100～200hz的要求，r3的調(diào)節(jié)范圍由式(4)可得：

控制信號的產(chǎn)生

　　比例閥的直流控制電壓ud與正弦顫振信號ui通過反相加法運算電路進行疊加，為了滿足相位要求，其后又增加一級反相器。

　　其中：

輸出電路

　　輸出電路是將控制電壓信號轉(zhuǎn)換成比例閥線圈的直流電流輸出。電流的表達式應(yīng)為：

　　r₀、l₀分別為比例閥線圈的電阻與電感，uip即為式(10)所示的控制信號。

　　假設(shè)ic是理想的運算放大器，則在t點和f點各自電流總和為零，則在同相輸入端t點，有：

在反相輸入端f點有：

式中：

id——直流電流的控制分量，單位a

im——顫振電流幅值，單位a

ω₀——顫振電流角頻率，單位1／s

i_d、i_m及ω₀應(yīng)根據(jù)比例閥的技術(shù)參數(shù)與電路結(jié)構(gòu)進行計算調(diào)整。

試驗與結(jié)論

　　利用上述思想，我們?yōu)閲a(chǎn)by-6a型電液比例溢流閥設(shè)計了比例控制器，其主要技術(shù)參數(shù)為：id=0.81a，im=0.015a，ω0=300π。試驗結(jié)果表明，該控制電路工作穩(wěn)定，性能可靠，調(diào)整方便，能滿足比例控制的要求，并將投人生產(chǎn)應(yīng)用。