[发明专利]结晶器非正弦振动装置的液压振动控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种结晶器非正弦振动装置的液压振动控制系统，所述结晶器非正弦振动装置采用液压伺服驱动，其液压缸内设有获取其推杆位移数据的位置传感器，其特征在于，包括控制单元、第一PID控制器、放大器、伺服阀和第二PID控制器，所述控制单元与所述位置传感器分别与所述第一PID控制器电连接，所述第一PID控制器与所述放大器电连接，所述放大器与所述伺服阀电连接，所述伺服阀与所述第二PID控制器电连接，所述第二PID控制器与所述液压缸电连接。

2.一种结晶器非正弦振动装置的液压振动控制方法，采用如权利要求1所述的结晶器非正弦振动装置的控制模型，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定结晶器振动台架的运动负荷的函数和目标波形曲线及其函数，并计算液压缸的推杆的运动负荷的函数和目标波形曲线及其函数，其中所述目标波形曲线至少包括位移曲线、速度曲线和加速度曲线；

S2、建立所述结晶器非正弦振动装置的液压振动控制系统对应的传递函数方框图，并确定所述传递函数方框图中伺服阀传递函数和液压缸传递系数，以及伺服阀放大器增益系数和位移传感器增益系数；

S3、基于所述传递函数方框图以及S2中得到的数据，建立计算模型；

S4、根据位置传感器获取的推杆的位移数据，计算液压缸的推杆的跟踪曲线的函数；

S5、将S4中得到的液压缸的推杆的跟踪波形曲线的函数输入到所述第一PID控制器内，并将液压缸的推杆的运动负荷的函数输入到所述第二PID控制器内，通过所述计算模型计算得到修正后的液压缸的推杆的跟踪曲线；

S6、将S5得到的修正后的液压缸的推杆的跟踪曲线与S1中液压缸的推杆的目标波形曲线进行对比，并根据二者之间的响应时间和幅值误差调整第一PID控制器的设定参数，对系统进行调整。

3.如权利要求1所述的一种结晶器非正弦振动装置的液压振动控制方法，其特征在于，S1中结晶器振动台架的位移曲线的函数为：

X(t)＝Asin[2πft-h sin(2πft)]                       (1)

其速度曲线的函数为：

V＝A[ω-hωcos(ωt)]cos[ωt-h sin(ωt)]*0.06                (2)

其加速度曲线的函数为：

a＝Aω²hsin(ωt)cos[ωt-h sin(ωt)]-Aω²[1-hcos(ωt)]²sin[ωt-h sin(ωt)](3)

其运动负荷为：

F_c(t)＝Ma+B_pV+Mg+F_f                      (4)

上式中，A为振幅，mm；f为振频，次/s；h为偏斜率，％。；ω为角速度，度/s；M为运动质量，kg；g为重力加速度，10m/s²；B_p为等效粘性阻力系数；F_f为等效阻力负荷；

由上式(1)-(4)，计算得到：

液压缸的位移曲线的函数为：

X_c(t)＝-AB sin[2πft-h sin(2πft)]                   (5)

液压缸的速度曲线的函数为：

V_c＝-AB[ω-hωcos(ωt)]cos[ωt-h sin(ωt)]*0.06         (6)

液压缸的加速度曲线的函数为：

a_c＝-ABω²hsin(ωt)cos[ωt-h sin(ωt)]-ABω²[1-hcos(ωt)]²sin[ωt-h sin(ωt)]

(7)

液压缸的运动负荷为：

F_c(t)＝Ma/B+B_pV+Mg/B+F_f                    (8)

其中，B为活塞振幅为结晶器振幅与杠杆比。