模型与条件PID补偿的永磁伺服电动机驱动液压源流量控制

作     者：贾永峰 谷立臣 JIA Yongfeng;GU Lichen

作者机构：西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 陕西交通职业技术学院西安710018 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2014年第50卷第8期

页      面：197-204页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51275375) 

主　　题：液压源 伺服驱动 模型控制 条件补偿 流量控制 

摘      要：针对变频异步电动机驱动液压源在实际应用中存在响应速度慢、控制精度差、控制参数不易掌握等缺陷,提出永磁伺服电动机驱动定量泵液压源的流量控制策略,将永磁伺服电动机动态特性好、控制精度高、节能等优点与定量泵结构简单、可靠性好、抗污染能力强等特点相结合,根据定量泵的转速、流量、压力特性关系和油液温度、黏度、弹性模量等相关参数建立电动机转速模型控制和条件比例积分微分(Proportion,integration,differentiation,PID)补偿控制,通过较易控制的电动机转速信号实现对定量泵输出流量的快速准确调节。控制系统充分利用模型开环控制的稳定性、及时性,快速接近目标流量,克服传统流量控制中实测流量信号延迟对系统响应造成严重迟滞的不良影响;通过条件阈值开启PID补偿控制,进一步消除流量偏差,提高系统精度;通过条件限幅限制系统超调量。仿真结果表明模型控制和条件PID补偿控制的可行性,试验结果证明,模型控制的系统响应接近于电动机转速开环控制,优于转速估算流量闭环控制,大幅领先于涡轮流量计实测流量反馈控制,并且具有很好的抗负载扰动能力;条件PID补偿控制能够完全消除由于系统参数非线性变化和模型简化带来的稳态误差,能够无误差地跟随目标流量斜坡响应。