波塞冬的信徒 发表于 2024-3-21 22:39:19

速度控制(一)



速度,常见的包含角速度,线速度。
转运动实现,产生角速度,当然液压马达最好。

直线运动实现,缸拖负载,行,但液压马达,减速,拖丝杠,回转变直线,这个也是行的。
减速机构,速度其实是减小,按控制黑话,放大机构,速比n,速度和位移放大系数都是1/n,无因次量;
同理,丝杠,圆周运动换成直线运动,按控制黑话,还是放大机构,螺距p, 速度和位移放大系数就是p/(2*π),这个有单位,m/rad。
检验一下,圆周速度单位rad/s,乘以放大系数单位m/rad,(rad/s)*(m/rad)=m/s,没问题。
俩比例环节,用到了,串进比例系数就行了,不神秘。

负载,转动惯量折算,拖动基础,要复习一下。
折算力矩,Tme=F*p/(2*π)/n
折算转动惯量,Jme=m*^2*/n^2

说一下液压马达,输出力矩,与液压缸类似,不过,液压缸输出力。
踩着液压缸的分析台阶,这个要容易一点。

液压缸,面积乘以线位移等于油液体积,对于液压马达,就是排量Dm乘以角位移θm等于油液体积V。
时域流量Q=dV/dt=Dm*dθm/dt,
转复数域,Q=Dm*θm*s。
对比缸,Q=Ap*Xp*s,
挺和谐的,假如偷懒,缸表达式,直接换符号就行。

细致再写一下。
阀输出的流量QL,还是干了三件事情。

一,补充马达运动导致的进油或排油体积,
流量等于体积对时间的导数,体积等于排量乘以角位移,还是拉普拉斯变换的性质,时域求导,等于复数域乘以s。
方程,
进油腔,QL1h=Dmh*θm*s,
排油腔,QL1b=Dmb*θm*s,
式中,Dmh, 进油腔排量,Dmb, 排油腔排量,θm,马达角位移。

二,补充泄露的体积,
依旧是层流泄露,系数设为C。

内泄Cip,外泄Cep,高压P1, 低压P2, 外空间零压。
外泄,对于进油腔或者排油腔,都是流出,Cep*P1,Cep*P2。
内泄,对进油腔,流出Cip*(P1-P2),对排油腔,流入Cip*(P1-P2)

进油腔,QL2h=Cep*P1+Cip*(P1-P2)
排油腔,QL2b=Cip*(P1-P2)-Cep*P2

三,补充油液压缩的体积,
V=Vt*P/β,dV/dt=dQ, 则有,Q=Vt*P/β*s,Vt是容积。

进油腔,QL3h=Vt1*P1/β*s
排油腔,QL3b=Vt2*P2/β*s

汇总,
进油腔,阀流出流量Q1=马达运动导致的进油流量QL1h+进油腔内外泄露流量QL2h+补缩QL3h,
Q1=QLh=QL1h+QL2h+QL3h=Dmh*θm*s+Cep*P1+Cip*(P1-P2)+Vt1*P1/β*s
排油腔,阀流入流量Q2=马达运动导致的排油流量QL1b+排油腔内泄露流入流量Cip*(P1-P2)-排油腔外泄露流出流量Cip*P2-补缩QL3b
Q2=QL1b+QL2b-QL3b=Dmb*θm*s-Cep*P2+Cip*(P1-P2)-Vt2*P2/β*s,
阀门负载流量,一出一回,两股流量,不相等,取平均,QL=(Q1+Q2)/2

QL=(Dmh+Dmb)/2*Xp*s+Cep/2*(P1-P2)+Cip*(P1-P2)+(Vt1*P1-Vt2*P2)/2/β*s
简化,平均,平均排量Dm=(Dmh+Dmb)/2,平均泄露系数Ctp=Cep/2+Cip,平均体积Vt/2=Vt1=Vt2。
QL=Dm*θm*s+Ctp*(P1-P2)+*s*(P1-P2)
对于阀门,压差P1-P2,正好等于负载PL。

液压马达方程,QL=Dm*θm*s+Ctp*PL+*s*PL

然后,回转运动,马达扭矩设为Tm,牛二律加速度,与速度成正比的粘滞阻尼,弹性扭转储能,
总转动惯量Jt,粘滞阻尼系数Bt, 扭转刚度G,
复数域的力矩平衡方程,Tm=PL*Dm=Jt*θm*s^2+Bt*θm*s+G*θm
跟缸对比,F=PL*Ap=Mt*Xp*s^2+Bt*Xp*s+Kt*Xp
同样,很和谐。

说明啥?说明力控制与力矩控制,其传递函数,变化规律没有本质区别,所以力矩控制,咱就不提了。

输出量都是角位移,求导,就是角速度,速度传感器,常见的都是电信号。
电液阀,绕不开,MOOG的阀,前置级力矩马达拖喷嘴挡板,功率级四通滑阀,三个东西搅在一起,又是电,又是磁,比较复杂,明天开始说。

发个图片彩蛋,MOOG的电液阀,惯性环节,没跑了。

零件工程师 发表于 2024-3-21 22:54:11

感谢老哥,等我写完扭振的笔记、反过来消化这个。

刘晓白 发表于 2024-3-22 07:49:15

谢谢大侠的无私奉献

fengxing1314 发表于 2024-3-22 09:13:27

赶紧收藏

engine 发表于 2024-3-22 12:11:31

液压马达远不如伺服电机可控性好,除非是有体积要求
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