液壓外文文獻(xiàn)翻譯-一種為液壓機(jī)采用模糊邏輯控制器的非常規(guī)電液比例閥的發(fā)展【中文3850字】【PDF+中文WORD】

液壓外文文獻(xiàn)翻譯-一種為液壓機(jī)采用模糊邏輯控制器的非常規(guī)電液比例閥的發(fā)展【中文3850字】【PDF+中文WORD】,中文3850字,PDF+中文WORD,液壓,外文,文獻(xiàn),翻譯,一種,液壓機(jī),采用,模糊,邏輯,控制器,常規(guī),比例,發(fā)展,中文,3850,PDF,WORD 一種為液壓機(jī)采用模糊邏輯控制器的非常規(guī)電液比例閥的發(fā)展 作者：J.-C. Renn · C. Tsai 摘要：在這項(xiàng)研究中，一種基于電磁開關(guān)和模糊邏輯控制器的非常規(guī)的電液比例流量控制閥被提出來應(yīng)用于液壓機(jī)。本研究的主要目的是為了發(fā)展成本最低的電液比例控制閥。由于開關(guān)電磁閥具有非線性力/行程特點(diǎn)，它基本上是不適用于液壓比例閥的發(fā)展。因此，模糊邏輯控制器被用來實(shí)現(xiàn)線性力/行程特點(diǎn)。其基本思路是利用數(shù)值估計(jì)的偽力作為反饋信號。這種新開發(fā)的電液比例流量控制閥被安裝在液壓機(jī)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：使用提出的這種電液比例流量控制閥，氣缸的RAM速度控制是相當(dāng)成功的。 關(guān)鍵詞：模糊邏輯控制器 液壓機(jī)的線性比例閥 電磁執(zhí)行器 1、引言 壓機(jī)也許是最常用的金屬成形的機(jī)床工具。根據(jù)不同類型的驅(qū)動，他們可以分為機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)。一些優(yōu)于機(jī)械壓力機(jī)的液壓機(jī)的明顯優(yōu)勢是簡單的設(shè)計(jì)和施工，線性可變輸出力和氣缸的RAM速度，RAM的位置調(diào)整和為超載的更有效的保護(hù)。圖1顯示了兩個典型電路液壓機(jī)。第一（圖1a）代表泵控制系統(tǒng)，一個復(fù)雜的可變排量泵被用來控制輸出體積流量的方式，是成正比的電信號的應(yīng)用。因此，壓力缸RAM速度還可以進(jìn)行線性控制。此外，減壓閥是采用電路控制輸出汽缸壓力的。然而，在第二個液壓回路（圖1b）中，利用了一個簡單的固定排量泵。體積流量和氣缸RAM速度的控制被電液比例控制閥控制。因此，液壓回路基本上代表了一個閥門控制系統(tǒng)。此外，它也可能被發(fā)現(xiàn)在這條通道的安裝壓力安全閥和一個累加器。前者以控制氣缸的輸出壓力，后者則在開始的時候被高壓油控制，然后作為輔助動力源。因此，液壓機(jī)需要產(chǎn)生一個相應(yīng)的輸出壓力保持液壓不變，因此壓力缸RAM速度平穩(wěn)控制得到實(shí)現(xiàn)。 圖1 液壓機(jī)的兩個典型電路 一般來說，一個可變排量泵的價格比傳統(tǒng)的固定排量泵的高得多。此外，泵控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度比閥門控制系統(tǒng)的低得多。因此，如今后者的設(shè)計(jì)仍然是首選，雖然前者具有節(jié)能優(yōu)勢。另一方面，控制閥的液壓回路如圖1不需要一個電液比例流量控制閥，這是在電路中最重要的，但也是最昂貴的組件。圖2顯示了該閥的結(jié)構(gòu)原理圖。它可以被觀察到這樣一個閥門由兩部分組成。一個部分是比例閥閥體，在其中的比例電磁鐵被用來調(diào)節(jié)閥口的開口面積。另一種是壓力補(bǔ)償，在外部負(fù)載變化的情況下維護(hù)一個穩(wěn)定壓力，閥門兩端的孔恒壓下降。 圖2 比例流量控制閥的結(jié)構(gòu)原理圖 圖3顯示了兩種常用的電磁執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。首先是開關(guān)電磁閥，它被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的液壓方向控制閥的設(shè)計(jì)。二是比例電磁閥，被用于電液比例閥的發(fā)展，這是標(biāo)準(zhǔn)組件。正如圖3所示。開關(guān)電磁閥和比例電磁鐵有完全不同的力/行程特點(diǎn)，雖然他們擁有幾乎相同的結(jié)構(gòu)。在細(xì)節(jié)上，前者具有高度的非線性行為，有力/行程特點(diǎn);然而后者的特點(diǎn)是相當(dāng)線性的。這種線性比例電磁鐵的力/行程關(guān)系的電液比例閥的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的要求。例如，閥芯，在一個線性工作范圍內(nèi)提供恒力，達(dá)到閥體明確的位置，根據(jù)胡克定律。這閥芯明確的立場，標(biāo)志著一定的閥口的開口面積。此外，它也可以從圖3觀察出輸出力與輸入電流之間的關(guān)系是相當(dāng)線性的。因此，閥口的開口面積連續(xù)變量和輸入電流成正比。這正是電液比例閥的基本功能。 圖3 開關(guān)電磁閥和比例電磁鐵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 利用低成本開關(guān)電磁閥而不是成本高的比例電磁鐵，是其力/行程特性的線性化的先決條件。以前的研究報(bào)告有關(guān)于線性開關(guān)電磁鐵的力/行程曲線，可以20世紀(jì)90年代找到。然而，只有線性比例積分控制器被雇用在這些文件。力線性化的結(jié)果也并非完全令人滿意。因此，在本文中，非線性的模糊邏輯控制器閉環(huán)力控制計(jì)劃，被提出以實(shí)現(xiàn)線性力/行程特色。此外，這個閉環(huán)的力量控制方案，利用數(shù)值估計(jì)偽力作為反饋信號，以盡量減少實(shí)施成本。在下面的實(shí)驗(yàn)測試設(shè)備，電磁執(zhí)行器首先概述。 2、實(shí)驗(yàn)測試裝置 電磁驅(qū)動器的靜力試驗(yàn)裝置如圖?4。開環(huán)控制微型步進(jìn)電機(jī)（美國精密工業(yè)，加利福尼亞-260）是用來控制測試電磁柱塞位置。詳細(xì)的微步進(jìn)電機(jī)的角位移是成正比的脈沖方波信號發(fā)送到驅(qū)動程序的數(shù)量。旋轉(zhuǎn)方向，可以很容易地控制了Hi（5V）或羅（0 V），信號發(fā)送到一個驅(qū)動器輸入端口。滾珠絲桿連接到轉(zhuǎn)子，角運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動。此外，本次測試設(shè)備提供了一個位置傳感器（RDP-LVDT-D2/200）以及負(fù)載柱塞的位置和輸出力的測量（BAB-10M）。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)載是沒有必要的和一個低成本的電位器被用于測量柱塞位置。 圖4 為電磁鐵的靜力試驗(yàn)設(shè)備 用于測量線圈的勵磁電流，一個10Ω的串聯(lián)電阻被用在電路中。為了產(chǎn)生線性可控輸入電流和電壓，采用了電流互感器（即功放）。最后，該單元的控制以及測量數(shù)據(jù)的采集和處理都集成在基于奔騰III-軟件的控制器上。圖5顯示了測量力和行程的非線性，這是最初NG02液壓換向閥的開發(fā)測試開關(guān)電磁力/行程特征。 圖5 測試開關(guān)電磁測量的非線性力/行程特征 在下面的章節(jié)中，在涉及線性開關(guān)電磁力/行程特點(diǎn)中描述了兩個程序。首先是偽力信號的估計(jì)，第二個是一個閉環(huán)開關(guān)電磁力控制的模糊邏輯控制器的引進(jìn)。 3、估計(jì)的偽力反饋信號 把FP表示偽力，XM表示一個柱塞位置，IM表示線圈中的電流信號，因此， Fp(xm, im) = A(xm)im + B(xm). (1) 從圖6中所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表1可以成立的，其中涉及三個參數(shù)，柱塞位置，柱塞和線圈的電流輸出力。由曲線擬合技術(shù)，最適合的多項(xiàng)式（XM）和B（XM）與最小關(guān)系式被發(fā)現(xiàn) A(xm)= ?1.8211x4m ?54.3739x3m +247.4310x2m ?395.0201xm +287.5556 (2) 和 B(xm) =26.7396x4m ?106.8007x3m +143.9303x2m ?67.1442xm ?10.9445. (3) 圖6 圖形的三個參數(shù)之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 測得的實(shí)際力量和曲線擬合模擬偽力的曲線圖7所示。最大偏差只有約2?N.由于柱塞XM的位置，線圈中的電流IM，很容易測量，通常稱為偽力的輸出，F(xiàn)P，可從1-3中數(shù)字式派生。 圖7 實(shí)驗(yàn)測得的實(shí)際力量和曲線擬合估計(jì)的偽力之間的比較 表1 多項(xiàng)式和柱塞行程的功能之間的關(guān)系 Xm 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 A 220 160 130 106 82 70 60 60 40 B ?20 ?19.3333 ?19.6667 ?17.5 ?14 ?12.6667 ?12 ?14 ?7 4、模糊邏輯控制器的設(shè)計(jì) 不同于傳統(tǒng)的控制器，有三個程序參與一個模糊邏輯控制器輸入的執(zhí)行，模糊推理基于知識和控制信號的模糊化。 （一）模糊化 在這項(xiàng)研究中，模糊控制器力的兩個輸入信號是力誤差信號E（K）和其變化的信號ΔE（K）： e(k) = Fd? Fp, (4) Δe(k) = e(k)?e(k?1). (5) 這里 FD：所需的力信號， FP：估計(jì)偽力的信號。 圖8顯示了兩個輸入信號來確定投入程度的模糊隸屬函數(shù)。 圖8 兩個輸入信號的模糊隸屬函數(shù) （二）推理 推理過程由一組由語言值的誤差和誤差變化信號驅(qū)動的規(guī)則組成。表2顯示了規(guī)則的定義。 （三）去模糊化 去模糊化是將控制信號轉(zhuǎn)變成精確的控制信號輸出。在去模糊化中，重心的方法被使用： （6） 其中 y：模糊控制器的輸出， Wi：發(fā)射的第i個規(guī)則的程度， Bi：隨之而來的第i個規(guī)則的模糊子集的重心。 表2 控制規(guī)則的定義 e(k) NB NM NS ZE PS PM PB PB ZE PS PM PB NB NM NS PM NS ZE PS PM PB NB NM PS NM NS ZE PS PM PB NB Δe(k) ZE NB NM NS ZE PS PM PB ZS PB NB NM NS ZE PS PM NM PM PB NB NM NS ZE PS NB PS PM PB NB NM NS ZE 輸出激勵信號的模糊控制器，U（K），定義為 u(k) = u(k?1)+Δu(k). (7) 圖9顯示了為激勵信號的變化輸出的隸屬函數(shù)，ΔU（K）。 圖9 為激勵信號變化輸出的隸屬函數(shù) 5、力線性偽力反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果 柱塞位置范圍在0.15毫米

收藏