电液伺服控制系统的分类(二)

开环与闭环?伺服与比例?

前言

接着昨天的内容,今天我们依旧从分类的角度,来看看所谓开环和闭环的特点,看看伺服与比例是否真的那么界限分明?

一、按控制信号类型分类

按信号类型来分,电液伺服系统可分为:
  • 模拟信号
  • 离散信号
  • 混合信号

开环与闭环?伺服与比例?

所谓离散信号,工业应用中,其实就是由计算机进行量化后而得到的数字信号。
另外,因为在实际中也很难见到纯数字控制的系统,所以我们会倾向于将混合信号系统也归类到离散信号系统中。
下图展示了模拟信号、离散信号、数字信号三者之间的关系。

开环与闭环?伺服与比例?

1.1、模拟信号控制系统

系统中传输的信号都是连续的时间变量,我们称其为连续控制系统,将这个定义引用到电液控制中,我们可以称为电液模拟伺服控制系统。
在连续控制系统中,所传递的控制信号、反馈信号、偏差信号等都是时间的连续函数。连续控制系统又有线性系统和非线性系统之分。
所谓线性系统,无非就是要用到线性微分方程;
所谓非线性系统,就是没办法用线性微分方程描述问题。
张海平博士曾经提到过,对于应用型液压工程师,何必要花大精力去研究微分方程呢?实际应用中,能有多少问题是需要用微分方程才能解决的呢?
开环与闭环?伺服与比例?

1.2、离散信号控制系统

系统中传输的信号,某一处或某几处的信号是脉冲序列或数字量,那这个系统就被称为离散控制系统,将这个定义引用到电液控制中,也就是电液数字伺服控制系统。
在离散控制系统中,数字测量、放大、比较、给定等一般均由计算机实现。其控制方式有如下两种:
  • 计算机输出的离散信号经数/模转换后,先施加给电液伺服阀放大器,然后再去驱动执行元件;
  • 计算机输出数字信号,经数字放大器后,再驱动数字式液压执行元件。
在离散控制系统中,所传递的控制信号、反馈信号、偏差信号等都是以数字的形式给出的,这些信号都是离散的时间函数。

开环与闭环?伺服与比例?

二、按被控物理量分类

按被控物理量的不同,电液伺服系统可以分为:

  • 位置或转角控制电液伺服控制系统
  • 速度或转速控制电液伺服控制系统
  • 力或力矩控制系统
  • 压力控制系统
  • 其他物理量,包括温度、加速度、角加速度等等控制系统
在被控对象为直线运动时,位置控制电液伺服控制系统的被控物理量还可为位移。
在被控对象为旋转运动时,转角控制电液伺服控制系统的被控物理量还可为角位置或角位移。

开环与闭环?伺服与比例?

以上这些控制系统都离不开各式各样的检测元件。
位置控制则离不开位移传感器;
压力控制则离不开压力传感器;

开环与闭环?伺服与比例?

下图是一个转速电液伺服控制系统,大家可以了解一下。

开环与闭环?伺服与比例?

三、按系统的控制方式分类

按控制方式来分,电液伺服控制系统可分:
  • 开环控制——开环控制是输出变量不能持续的影响其本身的控制。
  • 闭环控制——闭环控制是输出变量能够持续的影响其本身的控制,其控制依据来源于被控变量的测量结果。
打个不恰当的比方,最近有个同事,才39岁,被查出患有脑梗,手脚不受自己控制了,这应该是反馈机制损坏了,成了开环;而我们正常人,反馈机制完好,可以精准的操控我们的手脚,这应该就是闭环吧!

开环与闭环?伺服与比例?

开环控制系统结构简单、操作方便、一般不存在稳定性问题,但系统的控制精度容易受到内部或外部的干扰,因此常用于对控制精度要求一般的场合。
闭环控制系统能将输出变量反馈到输入端,用以与输入变量进行比较,再将比较后的偏差信号经过功率放大,进一步控制液压马达动作,从而能够实现将误差控制在我们所期望的精度范围以内。
目前来说,闭环控制用于电液伺服控制,而开环控制则更多用在电液比例控制中。实际工作过程中,有些不明所以的同志,觉得什么都要用闭环控制,什么都要用PID来调节,觉得不用闭环控制的系统就谈不上控制。
当然,多嘴一句,现在电液比例控制中也确实有采用闭环控制的,或许用不了多久,所谓伺服控制与比例控制已经很难分得清了。

开环与闭环?伺服与比例?

开环与闭环?伺服与比例?

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明天貌似应该看看电液伺服系统的组成了吧……

原创文章,作者:王 鑫,如若转载,请注明出处:https://www.ihydrostatics.com

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