[发明专利]一种液压马达角位移数字伺服控制系统及方法

权利要求书

1.一种液压马达角位移数字伺服控制系统，其特征是：所述系统由数字控制计算机、数/模转换模块、伺服放大器、伺服对象、液压源、光电编码器和高速计数模块组成；伺服对象由电液伺服阀的输出端依次串接液压马达、机械负载构成，数字控制计算机的输出端依次串接数/模转换模块、伺服放大器后接电液伺服阀的输入端，液压源的输出端分别接电液伺服阀和液压马达的输入端，机械负载的输出端依次串接光电编码器和高速计数模块后接数字控制计算机的输入端。

2.一种如权利要求1所述的液压马达角位移数字伺服控制系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）开始，数字控制计算机对其程序中设置的积分器进行初始化，积分器清零；

（2）数字控制计算机读取随动数字量指令信号值；

（3）高速计数器模块采集由光电编码器传送过来的随动输出数字量反馈信号并传输给数字控制计算机；

（4）数字控制计算机对随动输出数字量反馈信号进行一次差分运算；

（5）数字控制计算机对一次差分运算结果乘以一次差分系数得到一次差分乘积；

（6）数字控制计算机对一次差分运算结果进行二次差分运算；

（7）数字控制计算机对二次差分运算结果乘以二次差分系数得到二次差分乘积；

（8）数字控制计算机对反馈信号、一次差分乘积和二次差分乘积三者进行加法运算；

（9）数字控制计算机对随动指令信号与加法运算结果取误差；

（10）数字控制计算机对误差信号进行累加积分；

（11）数字控制计算机将累加积分结果乘以积分系数得到积分乘积；

（12）数/模转换模块将积分乘积进行数/模转换得到模拟量控制信号，同时返回到步骤（2）；

（13）数/模转换模块将模拟量控制信号输入到伺服放大器进行信号放大后驱动电液伺服阀以控制液压马达带动机械负载运动。

3.根据权利要求2所述的液压马达角位移数字伺服控制系统的控制方法，其特征是：积分器的积分系数K_i，一次差分系数K_d1和二次差分系数K_d2根据如下方法得到，作为其初始整定值：

Ki=9.032(1J)0.5(Mmaxr0,mlK)1.5;]]>

Kd1=1.441(r0,mlJKMmax)0.5;]]>

Kd2=0.692r0,mlJKMmax-B;]]>

式中：K_i为积分器的积分系数；K_d1为一次差分系数、K_d2为二次差分系数；K为伺服放大器的放大倍数，J为伺服对象的等效转动惯量，B为伺服对象等效阻尼系数；M_max为伺服放大器在线性范围内能够输出的最大电压；r_0,ml为线性范围内角位移输入的最大值。