[发明专利]一种伺服控制器及电液伺服系统

说明书

技术领域

本发明属于伺服控制领域，尤其涉及一种伺服控制器及电液伺服系统。

背景技术

电液伺服技术应用非常广泛，伺服控制器作为整个电液伺服系统的控制神经中枢，是电液伺服系统能否可靠、安全工作的关键所在。目前常用的伺服控制器多为模拟控制器，自动化程度较低，控制参数修改繁琐且电液伺服系统不具有可视性，另外控制器对控制对象比较敏感，往往是一套液压伺服单元专配一套控制器，可互换性较差，特别是力控回路对负载尤其敏感，这对调整参数的技术人员的技术水平要求较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种伺服控制器，旨在解决目前的伺服控制器自动化程度低、控制参数修改繁琐且互换性差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种伺服控制器，所述伺服控制器包括：

闭环控制单元，用于根据接收到的控制信号和反馈信号采用PIDF控制算法产生驱动信号，所述闭环控制单元采用速度、位移、力三环控制；

伺服阀驱动单元，用于根据所述闭环控制单元产生的驱动信号控制外部伺服装置动作；

单片机设定单元，用于对所述闭环控制单元进行参数设定；以及

电源单元，用于向所述闭环控制单元、所述伺服阀驱动单元或所述单片机设定单元供电。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述伺服控制器的电液伺服系统。

本发明实施例中，闭环控制单元采用PIDF控制算法，利用PID调节器实现自动控制增益，并且通过单片机设定单元调整闭环控制单元的增益参数，调整简单灵活且精度高，实时性和可互换性强。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电液伺服系统的结构原理图；

图2是本发明实施例提供的闭环反馈控制单元的结构原理图；

图3是本发明实施例提供的PID调节器的结构原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，伺服控制器通过速度、位移、力三环控制，采用比例-积分-微分-前馈(Proportion-Integral-Derivative-Feedforward，PIDF)控制算法，对液压伺服单元实现位移或力闭环控制。

图1示出了本发明实施例提供的电液伺服系统的结构原理，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图1所示，电源单元1、单片机设定单元2、闭环控制单元3、状态指示单元4、伺服阀驱动单元5、信号调理单元6组成了电液伺服系统的伺服控制器，伺服控制器接收工业控制计算机的指令信号和时序信号，闭环控制液压伺服单元运行。工业控制计算机通过单片机设定单元2对闭环控制单元3进行时序增益等参数设定，整个电液伺服系统的工作状态具有可视性，使参数调整更加方便。

其中，单片机设定单元2采用RS232/RS485等总线与工业控制计算机通信，方便系统的扩展，一个工业控制计算机可以同时控制多个单独的伺服控制器进行工作。工业控制计算机通过单片机设定单元2实现对闭环控制单元3的时序增益等参数设定，并将控制指令输入至控制闭环控制单元3，进而实现其控制目的。

电源单元1将交流市电降压整流滤波后产生多组电压，为单片机设定单元2、闭环控制单元3、伺服阀驱动单元5和信号调理单元6等供电。伺服阀驱动单元5接收闭环控制单元3的驱动信号并进行相应地转化处理后，驱动液压伺服单元进行工作。信号调理单元6采用差分放大滤波电路，当信号调理单元6接收到液压伺服单元位移超限或力超限的反馈信号时，将反馈信号放大处理后进一步反馈给闭环控制单元3，闭环控制单元3根据工业控制计算机控制信号和反馈信号，采用PID算法，再通过伺服阀驱动单元5对液压伺服单元进行位移或力等动作控制，将系统位移等控制在合理范围之内。