一种数控机床电液伺服加载控制系统及控制方法与流程

文档序号:13735289阅读:381来源:国知局

一种电液伺服控制系统及控制方法,属于电液伺服控制技术领域,主要涉及一种数控机床电液伺服加载控制系统及控制方法。



背景技术:

随着科技的发展和社会的进步,电液伺服领域得到了大力发展,伺服电机以其高精度、高稳定性以及转速的精确控制被广泛应用在人们的日常生产中,成为了生产生活中不可或缺的高精度电机。然而,目前对电液伺服加载控制主要对电液伺服采用常规的pid调节,检测精度低,稳定性差,不能满足人们的日常需求。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明公开了一种数控机床电液伺服加载控制系统及控制方法,结构简单、控制精度高、系统稳定性和可靠性高,使用寿命长。

本发明的目的是这样实现的:

一种数控机床电液伺服加载控制系统,包括pc机、传感器电路、控制电路、伺服放大电路、电液伺服电路、液压电路和反馈电路,所述传感器电路、控制电路、伺服放大电路、电液伺服电路和液压电路依次建立连接关系,所述pc机与控制电路建立无线数据通讯连接关系,液压电路输出端通过反馈电路与控制电路建立连接关系。

所述传感器电路包括信号调理电路和与信号调理电路相连接的传感器部分,所述传感器部分包括并联连接的第一压力传感器、第二压力传感器和位移传感器。

所述控制电路包括控制芯片和与控制芯片相连接的zigbee网络电路和gprs网络电路。

所述伺服放大电路包括依次建立连接关系的锯齿波发生电路、整流滤波电路、电压比较电路和功率放大电路。

所述电液伺服电路包括电液伺服阀,所述电液伺服阀的非线性度不大于7.5%。

一种数控机床电液伺服加载控制方法,包括以下步骤:

步骤一:用户通过pc机将控制指令通过无线数据传输的方式传递给控制电路,控制电路将根据控制指令,控制传感器电路采集数控机床信息,并将采集到的机床信息的数字信号转化为模拟信号,传递给伺服放大电路;

步骤二:控制指令通过伺服放大电路进行信号放大,放大后的模拟信号驱动电液伺服阀,控制电液伺服阀的阀芯移动,改变液压油的流量和压力;

步骤三:液压缸活塞杆进行伸缩运动,实现对伺服刀架的加载;

步骤四:步骤三运行的同时,采用位移传感器和负荷传感器将相应的位移信号和负荷信号发送至伺服放大器进行放大,将模拟信号转换为数字信号,测控平台中的控制器将利用设定值和反馈值进行控制运算,实现闭环控制,使控制偏差逐渐减小至允许范围内。

步骤二所述对电液伺服阀的控制采用神经元自适应pid控制方式。

神经元是组成神经网络的基本单元,常规pid控制是应用最广泛的控制策略,将二者相结合可获得神经元自适应pid控制器,它既拥有很强的自学习和自适应能力,同时又兼具结构简单、可靠性高和参数易整定的特点。

本系统采用控制效果更优、应用更加广泛的有监督学习规则构建控制器,其加权系数wi(k)的学习算法为:

wi(k+1)=(1-c)wi(k)+ηvi(k)

vi(k)=z(k)u(k)xi(k)

式中:vi(k)为逐渐衰减递进信号;z(k)输出偏差信号;η为学习效率;c为介于0-1之间的常数。

对上述算法做规范化处理可得出:

w1(k)=w1(k-1)+ηiz(k)u(k)x1(k)

w2(k)=w2(k-1)+ηpz(k)u(k)x2(k)

w3(k)=w3(k-1)+ηdz(k)u(k)x3(k)

式中:ηp为比例学习速率;ηi为积分学习效率;ηd为微分学习效率;k为比例系数。为调整对应的加权系数,可根据需要选取不同的学习速率。

本发明与现有技术相比,具有如下有益效果,本发明的结构合理,通过无线传感网络对整个数控机床进行实时监控,采用神经元自适应pid调节的方式对电液伺服阀进行控制,控制精度高。本发明自动化程度高,系统运行稳定性和可靠性高,使用寿命长,易于实现。

附图说明

图1是本发明的整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

一种数控机床电液伺服加载控制系统,包括pc机、传感器电路1、控制电路4、伺服放大电路2、电液伺服电路3、液压电路和反馈电路,所述传感器电路1、控制电路4、伺服放大电路2、电液伺服电路3和液压电路依次建立连接关系,所述pc机与控制电路4建立无线数据通讯连接关系,液压电路输出端通过反馈电路与控制电路4建立连接关系。

所述传感器电路1包括信号调理电路和与信号调理电路相连接的传感器部分,所述传感器部分包括并联连接的第一压力传感器、第二压力传感器和位移传感器。

所述伺服放大电路2包括依次建立连接关系的锯齿波发生电路、整流滤波电路、电压比较电路和功率放大电路。

所述电液伺服电路3包括电液伺服阀,所述电液伺服阀的非线性度不大于7.5%。

所述控制电路4包括控制芯片和与控制芯片相连接的zigbee网络电路和gprs网络电路。

一种数控机床电液伺服加载控制方法,包括以下步骤:

步骤一:用户通过pc机将控制指令通过无线数据传输的方式传递给控制电路4,控制电路4将根据控制指令,控制传感器电路1采集数控机床信息,并将采集到的机床信息的数字信号转化为模拟信号,传递给伺服放大电路2;

步骤二:控制指令通过伺服放大电路2进行信号放大,放大后的模拟信号驱动电液伺服阀,控制电液伺服阀的阀芯移动,改变液压油的流量和压力;

步骤三:液压缸活塞杆进行伸缩运动,实现对伺服刀架的加载;

步骤四:步骤三运行的同时,采用位移传感器和负荷传感器将相应的位移信号和负荷信号发送至伺服放大器2进行放大,将模拟信号转换为数字信号,测控平台中的控制器将利用设定值和反馈值进行控制运算,实现闭环控制,使控制偏差逐渐减小至允许范围内。

步骤二所述对电液伺服阀的控制采用神经元自适应pid控制方式。

应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本发明的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本申请的保护范围,凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

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