[发明专利]三级电液伺服阀控制器

说明书

(一)技术领域

本发明涉及三级电液伺服阀的控制技术，具体涉及一种三级电液伺服阀控制器。

(二)技术背景

在冗余驱动液压振动试验系统、多点多通道协调加载试验系统和道路模拟试验系统等大型力学环境试验装备中，对伺服激振系统的动态一致性有较高的要求，特别是在100Hz左右频率范围内的幅值和相位一致性对试验装备的特性有非常关键的作用。电液伺服阀作为伺服激振器驱动元件，其动态特性对伺服激振系统的动态特性有着非常重要的影响，而三级伺服阀控制器是调整伺服阀动态特性，使各个伺服激振系统动态特性趋于一致的关键技术环节。

传统的三级电液伺服阀在出厂时动态特性已经基本确定，而且在70Hz后一致性通常有比较大的差别，从而降低了某些试验装备在高频段的均匀度、横向比和波形失真度等技术指标。因此，研究三级电液伺服阀的控制技术，提高伺服激振系统的动态一致性是实现高精度力学环境模拟的重要技术手段。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种通过调整控制参数完成对三级伺服阀幅频特性和相频特性的调整，提高三级电液伺服阀频宽，并解决多个伺服阀高频动态特性一致性问题的三级电液伺服阀控制器。

本发明的目的是这样实现的：它包括以下几部分：

信号的输入和前馈控制器，用以将计算机输出的±10mA电流形式指令信号转换为±10V电压信号，再经前馈控制器调整后，输出阀控器的指令信号；

位置闭环单元，伺服阀阀芯位移信号经过调理后形成标准的±10V信号后，作为伺服阀的位置闭环控制的反馈信号，与指令信号做差；

速度反馈控制器和比例控制器，用以通过调节速度反馈增益和比例控制器增益提高伺服阀的频宽；

伺服阀驱动单元，用以产生伺服阀驱动信号，经伺服驱动器转换为±40mA的功率驱动信号，驱动伺服阀动作；

阀芯位移输出单元，伺服阀阀芯位移信号经过调理后形成标准的±10V信号后，一方面作为伺服阀的位置闭环控制，另一方面经过电压-电流转换后输出给计算机，用于实时监测。

本发明还有这有一些技术特征：

1、所述的信号输入至前馈控制器中，前馈为一阶前馈控制环节，通过调整前馈控制器拐点频率进一步提高伺服阀的频宽；

2、所述的伺服阀驱动单元中在伺服驱动信号中加入了高频抖振信号，其频率和幅值可调；

3、所述的前馈控制器用于提高系统的频宽，在阀控器电路中，前馈控制器为一阶系统，其传递函数为：KS2×3.14×318+1S2×3.14×318+1,]]>

控制计算机输出的±10mA指令信号经过一个射极跟随器和2倍放大后，得到电压范围为±10V的位置给定信号(-Dref)；