读论文之集成数字电子装置新比例和伺服阀的优势
本帖最后由 Harry 于 2021-11-15 20:49 编辑这篇论文这是是伯布林根的工程师写的，介绍比例阀伺服阀的数字式控制器。另一篇综述比较好的是浙江大学写的比例阀工业4.0的文章，我之前只读前部分但后面介绍故障诊断，我感觉有的玄，同时我也没看懂，在浙江大学文章其中对比一个很有意思的是ATOS的闭环比例溢流阀采用的是压力传感器反馈，Rexroth采用的lvdt反馈，他们直接有什么区别？直接检测，间接检测？比如说ATOS与都灵理工大学教授合作的EMC控制算法，我感觉文章很难读懂，我感觉有点MRAC的味道，但我对MRAC只是知道名词。EMC控制算法好像在天琴项目应用，Rexroth一篇文章采用MPC控制双比例电磁铁实现ddv的双向控制推拉阀芯。我认为伯布林根这篇文章是常识的东西，但怎么复现？这是一个简单的问题，对于我并不是容易。我感觉自己很菜，采用基于MBD设计方法？工业控制算法主流采用的还是PID+Feedforward 还有非线性，主要是饱和，死区。这个在林雪平的pdf文件介绍过，但我对非线性不理解。单自由度pid 主要是控制一种参数，跟踪性或者外扰动抑制，二自由度pid可以实现目标跟踪和扰动抑制。
pid反馈+前馈补偿扰动，这个是two dof pid，前馈形式一般是速度或者加速度前馈，另一种结构是pid+扰动观测器，我看不懂线性系统理论，我只能说我菜，故障诊断采用的是stateflow 我对这块不是很懂。
它介绍一个axis control 轴控制阀，主要是把油缸的位置反馈或者压力反馈进行闭环控制，一般有专门的SSI信号处理。主要有三个环，电流环，阀芯位置环，位置环（压力环）论文说数字控制器的带宽比模拟控制器带宽高，值得思考一下？如何复现，其实我感觉阀已经开始没落，现在流行变转速控制。PMSM+interal gear pump，或者pmsm+ variable displacement pump 控制 油缸，也就是所谓新型EHA，液压主要是阀块设计，双溢流阀 双单向阀。好像是从航空发展到工业EHA
本帖最后由 Harry 于 2021-11-18 16:28 编辑
engine 发表于 2021-11-18 16:07
你看的论文可能是学生的论文，可以把署名列一下。双出杆缸控制简单，伺服阀也是双出杆的简单，单出杆的都 ...
1伺服缸一般是双出杆吧，单出杆流量不匹配问题，伺服缸采用静压轴承，不是密封圈结构，但是我对他建模分析一无所知，我看IFAS有一篇文章对油缸摩擦力分析，但是看不到。
2单出杆结构缸配的比例阀的流量是2：1 差动，比例阀上面有介绍，但是我没玩过，没有实践没有发言权
3我还是认为控制非常重要的思想，我感觉我的知识不够扎实，尤其是古典控制论，我不能脱口而出，今天看点梅里特，我对有的问题一无所知，害怕，
泵控缸有一个结构是2个泵分别独立控制油缸两个容腔。我在交通大学看到介绍，但是好用吗？我没看到头部公司产品宣传
我看的是IEEE的A Novel Electro Hydrostatic Actuator System with Energy Recovery Module for More Electric Aircraft 。我感觉焦宗夏的文章还是值得读，北航的王占林那本书，我真的想花时间反复读，刘长年的最优控制在伺服系统，我真的搞不懂囧
还有moog的一个ppt 作者是moog巴西项目经理介绍航空的，我就不放了。ppt介绍控制算法还是标准pid 航空太高端，我高攀不上。
最近B站一直给我推送各种国外名校vlog，人家的生活才是正常生活，看到一个卡尔斯鲁厄理工学院，我感觉人家才是读大学。其实我发现国外的大公司其实与学校有很深合作，毕业论文可能就是企业合作项目，很可能问题解决的好，工作就找好了，比如说Rexroth的变转速控制是与德累斯顿大学合作，MOOG B.V对电缸的摩擦力补偿采用状态观测器，是Tu Delft一个硕士做的，我感觉自己与人差距还是太大了. 没谁能一口吃成胖子，方向有了，就补基础呗！ 哎~~~不听劝~~~ LVDT是反应最快的位置反馈之一，比压电类的行程大的多，但是体积比大，选用哪种要看设计意图。
现在各种智能PID实际都考虑到了非线性因素，并非简单的调三个参数，但是在界面上往往尽量简化，程序上有优化。死区也是非线性的一种，根据实际情况有不同的处理方法。
你说的PMSM等，习惯上叫泵控，和阀控是两大类液压控制 方式，泵控还替代不了阀控，惯性大反应慢，泵控不适合控制复杂多缸系统，但特别适合分布极广，不宜采用集中泵站的场合，一个典型的例子就是化工的大型阀门。
我觉得你现在光读书已经不够了，要在实践中见到这些东西，了解应用，不然就算给你一个伺服阀可能都不知道是哪种类型的。 engine 发表于 2021-11-16 09:24
LVDT是反应最快的位置反馈之一，比压电类的行程大的多，但是体积比大，选用哪种要看设计意图。
现在各种智 ...
感谢大侠回复，我说我几点看法
1 直线位置反馈传感器，我看资料就比较熟悉lvdt 线性差动变压器，后面有专门的芯片用于ssi通信，但我感觉lvdt一般的都用不起，很多时候液压系统都是开环的。
2 一般是标准pid，I 带有饱和，d带有滤波器，界面一般方框图结构，好像没有自整定功能，这个我一直没有搭建起来玩玩。3早期的泵控，是电子泵，比如说Rexroth的SYDFE斜盘泵+比例阀控制变量缸位置，有斜盘倾角和变量缸和阀芯位置反馈，但如何建模？现在很多采用pmsm+internal gear pump，比如说今年上海的PTC很多展示。您说一个很有趣的东西，多执行器结构，简单说就是多缸同步，早先一种是单泵多执行器，也就是某厂商介绍的EH,electro-hydraulic阀控做axis control ，现在因为节能减排采用泵控，闭式回路。单泵单执行器，这种形式在多缸同步系统在压机里面已经应用，我在文章阅读Rexroth在国内一家折弯机厂应用，搞冶金的也采用泵控系统，汇川的电机+parker的叶片泵。
4我非常赞同前辈的观点，这些都是常识的东西，没有任何价值，但是实际上根本就没有任何实践的机会，你说的对，当初我在注塑机车间竟然把servojet认错 不应该，贴张图
Harry 发表于 2021-11-16 10:33
感谢大侠回复，我说我几点看法
1 直线位置反馈传感器，我看资料就比较熟悉lvdt 线性差动变压器，后面有专 ...
LVDT就是贵，不用感觉，LVDT还有个大缺点就是长，成倍的长，你对比一下磁致伸缩，所以油缸里一般用磁致伸缩。
泵控将来是个大方向，能量利用率比较高，但是细节上有很多小问题去解决，这一块是突破点，还有就是电机控制，不要忽略了虽然液压的效率提高了，但是电机的容量，驱动器的容量也是不容忽视的，你把这一套东西搞好了再建模就有依据了。
MOOG的661你要好好看，再对比传统的射流管，悟透了能一下明白伺服阀的本质。 本帖最后由 Harry 于 2021-11-16 12:33 编辑
engine 发表于 2021-11-16 11:51
LVDT就是贵，不用感觉，LVDT还有个大缺点就是长，成倍的长，你对比一下磁致伸缩，所以油缸里一般用磁致伸 ...
1 lvdt我当初打算买国产的玩玩，3k一根，4~20mA输出的，油缸总共5000k吧，但是我感觉算了，尤其是阀控差动缸的模型我没有深刻理解，还有是数据采集系统不熟悉，我想实现硬件在环仿真。
2很多液压专业论文都是在回路上努力提高性能，就像说的，泵控响应速度比阀控慢。单这块需要仔细分辨，还有一个点泵控差动缸的流量不匹配问题
尤其是复合控制，泵控与阀控结合，这个好像在飞机上有应用 冗余？ 但这玩意也是贵。
3伺服驱动器，这个是专业厂家的事情了，我自己买了一本英飞凌的IGBT，我只能说我错了，看不懂。BLDC 我还没懂。Rexroth把压力反馈放到变频器里面，不需要plc处理了
4 D661是servoJet ，常规的射流管是田源道的那本书介绍的？我就对DDV感兴趣，他现在还出了一款D936比例阀采用比例电磁铁，但是我对比例电磁铁不是很熟悉。最近没精力玩，伺服阀太贵了，一般厂商用不起，但ddv 直驱动阀，我感觉这要多看，但还是要实践，否则就是纸上谈兵，技能需要掌握，从图可以看见661的带宽或者频带宽比ddv的带宽好。还有661的流量范围可以很大。但是普通工业应用没有那么高带宽的应用吧？很多问题是跟踪问题？可以通过mpc算法补偿？ 核心问题是要把东西做做出来，这是很重要的事情。
Harry 发表于 2021-11-16 12:27
1 lvdt我当初打算买国产的玩玩，3k一根，4~20mA输出的，油缸总共5000k吧，但是我感觉算了，尤其是阀控差动 ...
2、我怕你把飞机上的电传与泵控搞混了，据我所知飞机上应用泵的极少，也许我的知识更新不及时，电传系统的泵也和缸放在一起，这个我们习惯上叫作动器，和泵控不是一回事。
3、驱动是你绕不过去回避不了的，就像998大侠讲电驱液压泵和柴驱液压泵的区别，阀的驱动也很复杂，你得把深度电流反馈研究得很透彻。
4、661着重看射流管是怎么设计的，电磁铁怎么设计的，电磁铁的设计特别棒，还有两块永久磁铁的作用，你把这些看透了，就真正理解伺服阀的核心了。
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