電液比例流量閥_液壓同步連續(xù)升降的控制

圖19為一種直動(dòng)式電液比例節(jié)流閥。力控制型比例電磁鐵1直接驅(qū)動(dòng)節(jié)流閥閥心(滑閥)3，閥心相對(duì)于閥體4的軸向位移（即閥口軸向開(kāi)度）與比例電磁鐵的輸入電信號(hào)成比例。此種閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，滑閥機(jī)能除了圖示常閉式外，還有常開(kāi)式。但由于沒(méi)有壓力或其他檢測(cè)補(bǔ)償措施，工作時(shí)受摩擦力及液動(dòng)力的影響，故控制精度不高，適宜低壓小流量液壓系統(tǒng)采用。

圖20為一種位移電反饋型直動(dòng)式電液比例調(diào)速閥。它由節(jié)流閥、作為壓力補(bǔ)償器的定差減壓閥4及單向閥5和電感式位移傳感器6等組成。節(jié)流閥心3的位置通過(guò)位移傳感器6檢測(cè)并反饋至比例放大器。當(dāng)液流從B油口流向A油口時(shí)，單向閥開(kāi)啟，不起比例流量控制作用。這種比例調(diào)速閥可以克服干擾力的影響，靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性較好，主要用于較小流量的系統(tǒng)。

液壓同步連續(xù)升降的控制

液壓同步連續(xù)提升是一項(xiàng)新穎的施工安裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)同步連續(xù)升降的技術(shù)關(guān)鍵是液壓系統(tǒng)的實(shí)時(shí)流量控制。

1．液壓連續(xù)提升器的液壓系統(tǒng)

圖21為連續(xù)式提升器的液壓系統(tǒng)圖。G1～G4表示4套提升液壓缸。其中，G1、G3組成一個(gè)液壓連續(xù)提升器，G2、G4組成另一個(gè)液壓連續(xù)提升器。若設(shè)G1、G3的主液壓缸為主令缸，則G2、G4的主液壓缸便為從令缸，從令缸跟隨主令缸做同步運(yùn)動(dòng)。

四個(gè)主液壓缸活塞桿伸缸時(shí)為進(jìn)油路調(diào)速回路，縮缸時(shí)為回油路調(diào)速回路。由各自定量泵、電液比例調(diào)速閥和溢流閥構(gòu)成的節(jié)流調(diào)速回路，能保證提升器在升降作業(yè)時(shí)速度穩(wěn)定。

G1、G2的主液壓缸共用1個(gè)泵源B1，G3、G4的主液壓缸共用1個(gè)泵源B2。4個(gè)錨具液壓缸共用1個(gè)泵源B3，兩個(gè)下錨具液壓缸共用1個(gè)電磁換向閥A3，兩個(gè)E錨具液壓缸共用1個(gè)電磁換向閥A4。

B1、B2和B3泵源均由定量泵、粗精過(guò)濾器、電磁溢流閥和三位四通電磁換向閥組成。三位四通電磁換向閥處于中位時(shí)，電磁溢流閥處于卸荷狀態(tài)，當(dāng)油路接通執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，電磁溢流閥建立壓力，系統(tǒng)壓力由電磁溢流閥調(diào)定。

電磁換向閥A3、A4的中位機(jī)能適應(yīng)錨具缸的浮動(dòng)狀態(tài)，保證上下錨具液壓缸工作有相對(duì)獨(dú)立性；A1、A2的中位機(jī)能保證上下主液壓缸在任意位置停留時(shí)，能保證液控單向閥迅速關(guān)閉。

液壓連續(xù)提升器工作時(shí)，由其工作機(jī)理可知：G1和G3的主液壓缸輪番作為主令缸，通過(guò)控制各自電液比例調(diào)速閥的開(kāi)度，來(lái)保證提升器按預(yù)定速度運(yùn)行，G2和G4主液壓缸分別為從動(dòng)缸，通過(guò)位移傳感器容柵檢測(cè)對(duì)應(yīng)缸的行程誤差，使用一定的控制算法調(diào)節(jié)從動(dòng)缸電液比例調(diào)速閥開(kāi)度，以達(dá)到減少主動(dòng)缸和從動(dòng)缸的行程差，從而保證兩提升器輸出速度一致。

四個(gè)單向閥4、5、6、7組成橋式回路，實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)電液比例調(diào)速閥8即能完成提升和下降兩種工況的調(diào)速功能。單向閥的可靠性較高，將它們組合在集成塊里結(jié)構(gòu)特別緊湊。

液控單向閥9裝在主液壓缸無(wú)桿腔上，能有效保證主液壓缸在任意位置的鎖定，電液比例閥對(duì)主液壓缸有一個(gè)回油阻力，故采用外泄式液控單向閥，以降低開(kāi)鎖壓力、節(jié)省能源。低壓溢流閥10在主液壓缸活塞下降時(shí)起低壓溢流作用，有很好的節(jié)能效果。

大型構(gòu)件設(shè)計(jì)通?？紤]其就位后的應(yīng)力狀態(tài)，因此在提升過(guò)程中，不允許產(chǎn)生額外的應(yīng)力和變形。通過(guò)閉環(huán)控制不僅保持各吊點(diǎn)的位置同步，還可控制各吊點(diǎn)的受力在規(guī)定值內(nèi)，以免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形，甚至破壞。

兩個(gè)連續(xù)液壓提升器其閉環(huán)系統(tǒng)控制過(guò)程表達(dá)式如圖22所示。兩缸一個(gè)是主令缸，另一個(gè)是從令缸，以主令缸的位移為輸入，從令缸的位移為輸出。

2．?dāng)?shù)字PID控制技術(shù)

連續(xù)式液壓提升器控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)采用以單片微機(jī)MSP430為核心、上位PC機(jī)為顯示和控制命令發(fā)布終端的綜合控制系統(tǒng)。連續(xù)提升單片微機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，信號(hào)采集、控制計(jì)算、連續(xù)提升器驅(qū)動(dòng)、圖形顯示與數(shù)據(jù)通信是其主要任務(wù)，為了保證提升器液壓缸的高精度同步跟蹤性能，同步系統(tǒng)采用了數(shù)字PID控制技術(shù)。PID控制可以看成比例控制、積分控制和微分控制的組合作用。比例控制為有差調(diào)節(jié)，但響應(yīng)速度快；積分控制為歷史積累調(diào)節(jié)，能消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高精度，但有滯后現(xiàn)象，超調(diào)量增大；微分作用使控制器增加了超前（或預(yù)測(cè)）作用，有利于補(bǔ)償控制環(huán)節(jié)中任何滯后，增加了系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性。