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伺服液压运动控制:选择PLC还是运动控制器?

你也许无法在教科书里找到比例增益公式推导的来源。然而,液压系统设计工程师实际上知道如何控制的比例增益,因为他们必须确定阻尼系数,自然频率以及开环增益。通常,自然频率是根据油液的体积弹性模量,液压缸作用面积,油液压缩量,质量等计算而来。因为跟踪误差取决于开环增益和比例增益,液压设计者必须控制跟踪误差。



3.该仿真显示了添加一个简单的目标发生器所带来的好处。需要注意的是控制输出并不饱和,实际位置移动更平滑。速度达到期望值的250mm/s(100mm/0.4s)。加速度小很多。速度比例与第1和第3个仿真有很大不同。


对于比例控制的其它思考


假如控制系统已经调定好,并开始一段短行程的运动,并工作起来似乎很正常。试图运动更长一点的距离,两次运动消耗几乎相同的时间。原因就在于随着误差减小,控制输出也减小,因此速度也会大幅减小。对于实际的位置,如果减小的误差低于原始误差1%,其将消耗5倍的时间常数。


时间常数就是控制对象减小63%的错误所用的时间。因此,如果误差迅速上升10mm,而时间常数是1s,误差将在1s之后降至3.68mm。2s之后,误差将降至1.35mm。在5倍的时间常数(5s)之后,误差将减小至0.067mm-低于原始误差10mm的1%。时间常数决定了控制系统将要花多少时间来响应系统的干扰。


现在问题就是,对于一个仅仅采用比例增益的液压缸,如何计算其时间常数?公司并不难:


τ 是时间常数。


τ = 3/(2 ? ζ? ωn )


如果阻尼是0.33333,自然频率是10Hz,则时间常数是:


τ = 3/(2 ? 0.333 ? 2 ? π ? 10) = 0.072 s.


因为其消耗5倍的时间常数以达到减小误差至1%,运动过程则将需要0.358s。


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