数字液压AGC系统的位置控制方法研究

张保林

（山西路桥集团交通机电工程有限公司，山西 太原 030024）

引言

闭环控制系统的液压自动增益控制系统具有响应速度快、控制精度高等特点。高速开关阀相对于伺服阀在液压自动增益控制系统中有更多的应用，同时控制准确度和响应的快慢是必须要考虑的因素[1-3]。因此，本文结合不同控制方法来研究数字液压自动增益控制系统的响应速度，使自动增益控制位置闭环控制系统能快速、准确地调整液压缸的位置。

1 基于传统PID控制的数字液压AGC系统

当切换高速开关阀时，局部机械摩擦及交流电产生的磁力会影响到高速开关阀内部。为了解决高速开关阀流量控制不准确的问题，通过改变其占空比，有效地消除了流量控制的不活跃区域和不确定区域[4]。

高速开关阀占空比输入方程如公式（1）（2）：

式中：τ和τ'均表示占空比，τ由闭环控制系统相互作用得出；τ'由比例交换作用后得出；S表示缸体移动所需的参数；x表示缸体运动距离。

根据数字液压自动增益控制系统的PID控制原理和各部件的数学模型，利用Simulink仿真软件建立闭环系统仿真模型[5]。研究了脉宽调制控制对PID控制系统的影响及脉宽调制控制对自动增益控制液压缸运动位置的控制特性。基于液压AGC系统的特点，在线精调时，调整量一般在0.1 mm左右，因此本次模拟所需的位移调整量S设定为0.1 mm。仿真模型如图1—图4所示。

图1 闭环系统基于PID控制的位置仿真模型

图3 传统PWM控制模块

图4 占空比线性转换PWM控制模块