[发明专利]一种动态补偿液压伺服阀零漂的方法

说明书

技术领域

本发明属于板带轧制中液压缸自动位置控制(HAPC)技术领域，特别涉及一种动态补偿液压伺服阀零漂的方法。

背景技术

HAPC调节器是把由位移传感器测量得到的实际液压缸位置与位置给定值相比较，偏差信号经调节器运算，D/A输出运算，功率放大器放大后，调节伺服阀开口度，控制液压缸活塞运动，完成液压缸位置闭环控制。HAPC控制系统原理如图1所示，HAPC控制系统方框图如图2所示。

图2中的HAPC调节器一般选用PID控制器，考虑到轧机系统对液压缸位置控制的动态响应速度有极高的要求，通常HAPC调节器选用P控制器。

液压伺服阀都不可避免的有零漂现象。表现为当伺服阀控制量为零时，伺服阀有持续的泄漏，则液压缸有持续的位移。

零漂量是指当伺服阀控制量为μ时，液压缸无持续的位移。当HAPC调节器选用P控制器时，由零漂引起的静态误差量为ε＝μ/P，例如：μ＝5(表示伺服阀开口度的5％)时，P＝500，静态误差ε＝μ/P＝5/500＝0.01mm。

目前解决零漂的方法有两种：

1、选用PI控制器作为HAPC调节器，通过引入积分控制器将零漂消除，达到动态消除静态误差的目的。但是这样做的代价是牺牲系统的动态响应速度；

2、将PI控制器的稳态输出值采样求出平均值，作为HAPC调节器的零漂量μ，采用P控制器的输出量加μ作为HAPC调节器的伺服阀控制量。这样做只能在一段时期内消除零漂，但是随着液压系统运行，零漂会随现场条件变化而发生变化，静态误差也相应的发生变化。这种方法不能从根本上降低静态误差。

这两种方法都存在缺陷，无法兼顾系统的动态响应速度快的要求和静态误差小的要求。

发明内容

针对现有HAPC系统存在的问题，本发明提供了一种动态补偿液压伺服阀零漂的方法，其具有动态调节，系统响应速度快，误差低的优点。

本发明对原系统的HAPC调节器不进行任何修改，只需要在HAPC调节器和伺服放大器(D/A转换器)之间插入动态补偿器即可，具体做法如图3所示，将原系统HAPC调节器的输出连接到动态补偿器的输入端，动态补偿器的输出连接到伺服放大器的输入端。动态补偿器功能是通过嵌入PLC的动态补偿量计算软件来实现，该软件依照动态补偿算法计算补偿量。动态补偿器的原理如图4所示。

算法公式为：U(i)＝U_a(i)+αμ(i)＝U_a(i)+αlim(U(i-1)，HL，LL)       (1)

其中U_a(i)为HAPC调节器第i时刻的输出值，U(i)为动态补偿器的第i时刻的输出值，α为调节系数，HL，LL为上下限幅。算法只需要确定的参数HL，LL和α。

[规定1]：U，U_a，μ，HL，LL取值范围为(-100，100)，表示伺服阀开口度控制量，-100表示负向最大开口，100表示正向最大开口。

[规定2]：误差E单位为mm，APC调节器选P调节器，则U_a(i)＝PE(i)，P的单位为1、确定HL，LL：

首先将HL，LL均置为0，则U(i)＝U_a(i)。对系统稳定状态下的U(i)多次采样求平均作为系统目前的零漂值：μ=limi→∞U(i),]]>取HL＝|μ|+2，LL＝-HL。

2、确定α：