伺服位置系统设计-该做的和不该做的

*本文根据Delta Computer System公司资料整理*

流体动力系统可以实现很高的位置控制精度。一个良好设计的位置闭环控制执行器可以使负载达到极高的定位精度。作为一个原则性的设计，以下提供了一些在伺服位置系统中设计应该注意的要点。

该做的：

1. 使用伺服品质的控制阀

   采用伺服阀或者高频响伺服比例阀（零遮盖，流量与输入信号线性比例关系）。

2. 把阀放在油缸上

   把阀安装在油缸缸体上，使得阀与缸体之间的油液容积尽量少。

3. 使用蓄能器。

   蓄能器尽可能靠近阀安装。蓄能器容积至少是油液容积变化量的10倍以上。

4. 预充蓄能器。

   充气压力为系统压力的80%。蓄能器里的残油会减小蓄能器效果。

5. 正确选择泵的排量（流量）。

   留有10%的裕量即可。当有蓄能器的时候，没必要按峰值流量选择油泵。

6. 计算油缸规格。

   计算合适的油缸缸径，确保得到期望的加/减速速率要求。

7. 合理规划液压管路。

   压力和回油管路尽可能减少45°和90°接头的使用。

8. 合理选择阀。

   合理的选择阀，确保系统能够在期望的速率和最大的期望速度下能够加速。记住，大流量时，阀的压降也大，经过油缸活塞的压降降低，减小加速的能力。

9. 选择合适的控制器。

   选择合适的控制器确保液压控制参数，传感器接口以及各种算法得以实现。

10. 利用位置反馈传感器。

    油缸内部采用磁致伸缩位移传感器。传感器信号不推荐采用模拟量，因为噪音等都会影响其分辨率。

不该做的：

1. 在阀和油缸之间安装软管。

   阀和油缸之间如果有软管会导致精密控制时困难，可控性差。

2. 正遮盖阀芯。

   如果是零遮盖阀芯，阀反向动作时会过渡平滑，而正遮盖阀芯不具备这一点。

3. 独立的阀放大器。

   除非你对放大器的设置非常有经验，不然的话不要用独立的放大器。可以直接采购集成放大器的阀。

4. 电缆布线别都走同一个电缆通道

   不要把高电流的PWM信号（从放大器到阀）与传感器的反馈信号布置在一起。

5. 半个闭环控制系统

   一些人害怕位置闭环控制系统，所以他们在液压系统中设计了两个阀：一个用于开环控制，一个用于闭环控制，然后工作中不停的切换。这种设计使得系统非常复杂，编程和维护都很困难。

6. 平衡阀。

   不要使用平衡阀。它们会抵消运动控制器的功能。如果需要一个安全锁定阀，以保护垂直负载降落，则可以使用一个锁止阀（blocking valve）。需要负载停止时，锁止阀关闭，运动控制时则打开。

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原文始发于微信公众号（液压传动与控制）：伺服位置系统设计-该做的和不该做的