1、液壓同步控制系統(tǒng)的綜述摘要：摘要:隨著近代科學技術的發(fā)展，機械制造行業(yè)的標準也逐漸提高，目前液壓行業(yè)中經(jīng)常要求兩個元部件同步調(diào)的工作已滿足加工的需求，但是在機械部件的運動中由于摩擦力、部件本身的精度或者形狀都不會完全一樣，因此，就可能會存在著一些難以避免的誤差，在實際過程中要消除這些誤差就必須通過采取特定的方法加以控制才能夠使兩個部件的運動狀態(tài)處于同一步調(diào)上。本文簡要闡述液壓同步控制的原理以及分類及發(fā)展，說明液壓同步控制系統(tǒng)在實際工作中的應用。關鍵詞：液壓控制系統(tǒng) 簡介 分類 發(fā)展中圖分類號:TH 137 文獻標識碼:A引言：隨著液壓技術在工程領域中的應用日益擴大，大型設備負載能力增加或因布局

2、的關系需要多個執(zhí)行元件同時驅動一個工作部件，同步運動就顯得更為突出。同其它方式相比，液壓同步驅動具有結構簡單、組成方便、易于實現(xiàn)自動控制和適宜大功率的場合等特點。但由于液壓系統(tǒng)的泄漏、執(zhí)行元件等存在的非線性摩擦阻力、控制元件間的性能差異、各執(zhí)行元件間負載的差異、系統(tǒng)各組成部分的制造誤差等因素的影響，將造成多執(zhí)行機構的同步誤差，如果不有效地加以控制并克服這種同步誤差，系統(tǒng)將不能正常工作。由于負載不均衡、摩擦阻力不等、液壓缸泄漏量的不同、空氣的混入和制造誤差等因素都會影響同步精度。用剛性構件，可使兩液壓執(zhí)行機構建立剛性的運動聯(lián)系，實現(xiàn)位置的同步，同步精度取決于機構的剛度1。如果兩液壓執(zhí)行機構負載差

3、別較大，會因偏載造成活塞和活塞桿卡死現(xiàn)象，因此需用液壓方法來保證同步。液壓同步控制原理及概念 液壓同步回路是實現(xiàn)多個執(zhí)行元件以相同的位移或相等的速度運動的液壓回路。隨著液壓技術在工程領域中應用日益擴大，大型設備負載能力增加或因布局的關系，需要多個執(zhí)行元件同時驅動一個工作部件，同步運動就顯得更為突出。同其他同步驅動方式相比，液壓同步驅動具有結構簡單、組成方便、易于控制和適宜大功率場合等特點。但由于液壓系統(tǒng)的泄露、執(zhí)行元件等存在的非線性摩擦阻力、控制元件間的性能差異、各執(zhí)行元件負載的差異、系統(tǒng)各組成部分的制造誤差等因素的影響，將造成多執(zhí)行機構的同步誤差，如果不有效地加以控制并克服這種同步誤差，系統(tǒng)

4、將不能正常工作。衡量同步運動的優(yōu)劣的指標是同步精度2，用其位移的絕對誤差或相對誤差來表示，以兩個同步液壓缸為例，若兩個液壓缸運動到端點時形成分別為SA和SB，則絕誤差：相對誤差：由于負載不均衡，摩擦阻力不等，液壓缸泄露量不同，空氣的混入和制造誤差等因素都會影響同步精度。用剛性的構件，可使兩液壓執(zhí)行機構建立剛性的運動聯(lián)系，實現(xiàn)位置的同步，同步精度取決于機構的剛度。如果兩液壓執(zhí)行機構負載差別較大，會因偏載造成活塞和活塞桿卡死現(xiàn)象，因此，需用液壓方法來保證運動同步3。 液壓同步控制是指設訓一種液壓系統(tǒng)能夠實現(xiàn)兩個以上的運動元件在運行的過程中保持步調(diào)的一致，從而提升系統(tǒng)的各項使用性能。尤其是在機械化水

5、平高速發(fā)展的今天，各種大型機械設備都被使用到制造領域，這些部件不能再使用原來那種單一執(zhí)行元件操作的方式，需要由2個以上的執(zhí)行元件同時進行工作，以相同的運動速度驅動同一個工作機構進行運動。一直以來，液壓同步機構因為結構比較簡單，容易實現(xiàn)自動化而且能夠承擔大量的負載載重，在應用領域操作非常簡便。但是液壓系統(tǒng)也存在著一些缺陷容易導致機械部件出現(xiàn)問題。如果這些問題不能有效解決，那么液壓同步控制系統(tǒng)將難以展開正常的工作。控制系統(tǒng)的分類 （1）按輸出量是否進行反饋測量分類液壓同步控制系統(tǒng)按輸出量是否進行反饋測量可以分為開環(huán)液壓同步控制系統(tǒng)和閉環(huán)液壓同步控制系統(tǒng)。 （2）按實現(xiàn)的控制任務不同分類液壓同步控制

6、系統(tǒng)按實現(xiàn)的控制任務不同可以分為力液壓同步控制系統(tǒng)、速度液壓同步控制系統(tǒng)和位置液壓同步控制系統(tǒng)。 （3）按液壓執(zhí)行元件不同分類液壓同步控制系統(tǒng)按液壓執(zhí)行元件的類型不同可以分為液壓缸同步控制系統(tǒng)和液壓馬達同步控制系統(tǒng);按液壓執(zhí)行元件的安裝形式與運動方向不同可以分為臥式液壓同步控制系統(tǒng)和立式液壓同步控制系統(tǒng);按液壓缸的形式不同可以分為雙作用液壓缸同步控制系統(tǒng)與單作用液壓缸同步控制系統(tǒng)。 （4）按液壓執(zhí)行元件的數(shù)量分類液壓同步控制系統(tǒng)按執(zhí)行元件的數(shù)量可以分為雙執(zhí)行機構液壓同步控制系統(tǒng)和多執(zhí)行機構液壓同步控制系統(tǒng)。 （5）按液壓同步控制元件不同分液壓同步控制系統(tǒng)按液壓控制元件不同可以分為機械伺服(比例

7、)閥控制液壓同步控制系統(tǒng)、電液伺服(比例)閥控制液壓同步控制系統(tǒng)、數(shù)字閥控制液壓同步控制系統(tǒng)、伺服(比例)變量泵液壓同步控制系統(tǒng)。 （6）按控制方式分類液壓同步控制系統(tǒng)按液壓控制元件不同可分流量控制液壓同步控制系統(tǒng)、容積控制液壓同步控制系統(tǒng)、伺服(比例)控制液壓同步控制系統(tǒng)4。液壓同步控制系統(tǒng)的發(fā)展 液壓執(zhí)行機構的同步在很多機器的構成中占主要位置。例如:裝載機、推土機、礦用自卸車的工作裝置都是采用雙液壓缸同步驅動;大型部件、超大型部件的整體安裝與搬移采用多液壓缸同步驅動實現(xiàn)。對采用雙液壓缸同步的控制廣泛采用液壓同步回路。而多缸、多點同步控制則采用自整角機來完成。作為液壓動力源的液壓泵是同步控制

8、的主要對象，對其通常采用負荷傳感控制，這些第一代控制方法簡單、實用，可達到一般工業(yè)要求。 然而，由于隨著技術水平的不斷提高，對生產(chǎn)加工、以及施工精度的要求不斷提高，原有的同步控制方法己不能完全滿足要求，第二代同步控制方法廣泛采用電子控制液壓先導控制液壓驅動執(zhí)行的方案。在這些控制中引入了局部參數(shù)反饋，如:速度反饋、位置反饋、負荷反饋等，通過電子調(diào)節(jié)單元與預置量進行比較，產(chǎn)生控制輸出，調(diào)節(jié)液壓先導閥，結合液壓控制回路，實現(xiàn)液壓執(zhí)行機構的精確同步。 隨著自動化程度的不斷提高，對產(chǎn)品質(zhì)量和工程質(zhì)量、進度的要求進一步增加，結合控制的不斷完善，產(chǎn)生了第三代控制方法。這就是由微處理器為主要控制單元的、具備網(wǎng)

9、絡傳輸與管理的、具有完備協(xié)調(diào)能力的同步控制。其特點是充分利用網(wǎng)絡能力，對分散的控制驅動單元上的控制參數(shù)進行協(xié)調(diào)管理，并據(jù)此構成整體同步控制模型，在此基礎上采用各種控制算法，針對不同的控制要求，實施同步控制(速度同步、位置同步、壓力同步、復合同步等)，例如:大型構件的無模成型，需要同驅動各執(zhí)行液壓缸，首先按速度同步進行預成型，然后再按位置同步進行第二次成型處理，最后再按壓力同步進行定型處理，從而構成壓力分布均勻的成型準確的大型部件。 對于同步控制算法，由于實際項目講求工程應用，因此，最普遍采用的算法是最小二乘法。因為從工程應用的角度看，最小二乘法是最簡單、實用的，而目前比較先進的控制算法由于需要

10、大量的樣本信息，通過進行相應的訓練、學習才能投入實用，這在單一工程應用中是不可以的。另外，從控制的速度及精度看，先進的算法在單一工程應用中遠不及最小二乘法。 目前，最有應用發(fā)展前景的是神經(jīng)網(wǎng)絡自適應同步控制算法和神經(jīng)網(wǎng)絡相關學習同步控制算法。神經(jīng)網(wǎng)絡具有快速逼近非線性多輸入多輸出復雜系統(tǒng)模型的能力，自適應具有跟蹤調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)變化的能力，二者的有機結合可以達到對系統(tǒng)機理掌握不完整而系統(tǒng)參數(shù)隨環(huán)境及工況變化的系統(tǒng)進行控制的目標;而相關學習算法具有極強的抗干擾能力，可以從隨機干擾、噪聲信號中提取出被測參數(shù)，使系統(tǒng)具備環(huán)境適應能力。先進的控制算法在同步控制方式中得到廣泛應用，并可以提高系統(tǒng)的精度與適應

11、能力。從國際國內(nèi)看，八十年代末開始，制造工廠的控制過程已從開關型控制向數(shù)字型控制轉向，進一步將向數(shù)字型控制發(fā)展，為同步控制的實際應用提供機遇5。結論 液壓同步回路是實現(xiàn)多個執(zhí)行元件以相同的位移或相等的速度運動的液壓回路。隨著液壓技術在工程領域中應用日益擴大，大型設備負載能力增加或因布局關系，需要多個執(zhí)行元件同時驅動一個工作部件，同步運動就顯得更加突出。 液壓同步控制的種類較多，各有特點，在實際使用時。應根據(jù)實際情況選擇合適的控制類型6。參考文獻:1聞邦春，趙春雨，蘇東海，等。機械系統(tǒng)的振動同步與控制同步M。北京:科學出版社，2003。(Wen B C, Zhao C Y, Su D H, et al.) Synchronous vibration and control of mechanical system M.Beijing: Science Publishing House, 2003