上海申思特自动化设备有限公司

ATOS高速开关阀控液压缸的位置控制

高速开关阀是一种新型的电液数字阀，它通过调节阀口的开/关时间来改变通过阀的平均通过流量。高速开关阀具有切换速度快、抗污染性强、重复精度高，以及价格低廉等优点，因其采用脉冲信号进行调节，故能实现计算机控制技术和液压流体技术的结合，被广泛应用于需要进行速度、位置和力控制的多种场合。

目前，高速开关阀的控制方式可分为:脉宽调制(PWM)、脉幅调制(PAM)、脉码调制(PCM)、脉频调制(PFM)、脉数调制(PNM)等，其中常用的是脉宽调制技术。

对位置控制策略的研究，大多采用纯反馈的控制方式，包括PID、模糊、神经网络和模型预测等，其控制方式都基于偏差而进行参数补偿，具有一定的滞后性。

高速开关阀可实现液压缸中活塞位置的控制。通过建立的高速开关阀的阀芯位移和阀口通流流量仿真模型，分析了高速开关阀的流量特性，针对PWM控制方式下的高速开关阀存在死区和饱和区的特性，采用PWM与PFM相结合的控制方式进行流量调节，使流量在占空比为0-1的范围内线性化，有效地降低了液压缸启动过程中的时间延迟与位置误差。针对活塞伸出过程中的纯反馈控制滞后和前馈控制抗干扰性差的特点，采用前馈与反馈控制相结合的控制方式，通过模糊反馈调整高速开关阀的工作频率和占空比进行活塞伸出位移修正，实现了对液压缸中活塞位置的控制，位置控制误差保证在-0.3~0.3mm内。