[其他]动力传动装置

说明书

本发明是关于动力传动装置，特别是关于电动、电-气动和/或电-液伺服控制系统一类的动力伺服控制系统。

在电-液伺服控制系统中，一般的作法是提供代表受控机构上所要求的位置、速度和加速度的指令信号，并用相应的传感器装置测定受控机构上的实际位置、速度和加速度，再以指令信号与测定的运动参数之间用误差信号表示的差异来驱动液压执行机构。在受控机构上装设三个传感器或使其响应受控机构，不仅大大增加了伺服系统的总费用，且同时降低了系统的可靠性。上述缺点对日益要求降低成本、简化结构和高可靠性的工业自动装置技术领域来说更显突出。

美国4，502，109号专利公开了具有位置、速度和加速度三个动态变量的电-液伺服控制系统。控制系统包括一个与测定负荷位置用的液压执行机构耦合的传感器，和一个响应所测位置以测算速度和加速度用的数字监测装置。表示所测和/或预测状态变量的信号与输入状态指令信号进行比较得出差异或误差信号以驱动执行机构。监测装置的电子部件包括数字微处理，此微处理机为可编程的并以解相应的线性方程来测算各状态变量。方程式的若干常数是执行机构和驱动质量特性的函数，这些常数通过对应的一系列可由操作人员调节的电阻器输入微处理机中。4，581，699号美国专利对原公开的专利进行了改进，把若干方程式常数从遥控系统加到监测装置的存储寄存器中。

虽然上述提及的专利申请中公开的技术在本领域中大有改进，但在许多方面还有待于完善。例如，在各输入采样间隔为解相应数量的方程而需要对若干状态变量进行的计算相当费时，限制了操作速度和可完成的工作量。此外，要求将系统参数加到监测装置上，这种做法限制了诸如改变磨损或液压液体压力等条件的系统适应能力。

因此，本发明总的目的是提供一个能自行适应操作条件的伺服控制系统，即能周期性地更新系统的一些或全部常数以适应变化着的各种条件并能提高计算速度。

本发明的另一目的是提供既能达到上述目的又能经济可靠地实现上述目的的伺服控制系统。

本申请公开的各采样数据反馈控制系统，其控制是在定期不连续的时间间隔内对各种控制信号和误差信号进行采样而实现的。具有这种特性的采样数据控制系统应和连续模拟控制系统区别开来。为了公开和说明起见，应把本发明的采样数据反馈控制系统，在结构和操作上看成是属于所谓采样数据或Z变换的区域。这种类型的系统可以用线性差分方程表示，其常数在取样间隔内变化不大，且从系统传递函数的Z变换能得出变量Z的有理多项式系数。这个变量是复变量，它与周知的拉普拉斯变换的变量S的关系可用下列方程表示

Z＝e^TS（1）

其中T为取样间隔。在Z变换理论中，传递函数、变换原理、组合原则和转换等概念都和数据采样系统有关，这种关系在许多方面可与拉普拉斯变换对连续系统的关系相比较。拉奇尼（Ragazzini）和富兰克林（Franklin）著的《采样数据控制系统》一书（麦克劳希尔“Mc-Graw-Hill”一九五八年版）中全面论述了采样数据控制系统和Z变换理论。

根据本发明公开的实施例，采样数据控制系统接收表示液压执行机构和负荷上所要求的和实际运动的输入信号并对其采样，还为执行机构提供获得要求的运动所需的控制信号。这种采样数据控制系统包括有串联和反馈补偿的数字处理回路，且其与液压系统的特性函数相协调，以形成在采样数据或Z变换区域内完整的闭路控制系统操作。串联和反馈补偿回路中的各差分方程常数是在各采样间隔重新计算的。在本发明的实施例中，这些常数是作为系统性能的函数重新计算的，以使系统控制随操作条件或负荷自动变化。在本发明的另一实施例中，系统常数是根据一单运算变量（或遥控系统）输入进行计算的，这个输入能适应系统性能由操作人员实现的快速跟踪操作，同时节省计算时间。

从以下面的说明，所附的权利要求和附图可更好地了解本发明及其目的、特点和优越性，其中：

图1是根据先有技术，基本的电-液伺服控制系统的功能方框图;

图2是根据本发明的基本电-液控制系统的功能方框图;

图3是根据本发明的实施例，针对图2的采样数据数字控制器更详细的功能方框图;

图4是根据本发明的第二实施例，对应图2的采样数据数字控制器详细的功能方框图;

图5是解释本发明另一实施例的部分方框图;

图6是说明本发明另一实施例工作的曲线图;

图7是根据本发明目前较佳实施例的电子控制器的电气原理图。