ATOS高速開關閥控液壓缸的位置控制

高速開關閥是一種新型的電液數字閥，它通過調節閥口的開/關時間來改變通過閥的平均通過流量。高速開關閥具有切換速度快、抗污染性強、重復精度高，以及價格低廉等優點，因其采用脈沖信號進行調節，故能實現計算機控制技術和液壓流體技術的結合，被廣泛應用于需要進行速度、位置和力控制的多種場合。

目前，高速開關閥的控制方式可分為:脈寬調制(PWM)、脈幅調制(PAM)、脈碼調制(PCM)、脈頻調制(PFM)、脈數調制(PNM)等，其中常用的是脈寬調制技術。

對位置控制策略的研究，大多采用純反饋的控制方式，包括PID、模糊、神經網絡和模型預測等，其控制方式都基于偏差而進行參數補償，具有一定的滯后性。

高速開關閥可實現液壓缸中活塞位置的控制。通過建立的高速開關閥的閥芯位移和閥口通流流量仿真模型，分析了高速開關閥的流量特性，針對PWM控制方式下的高速開關閥存在死區和飽和區的特性，采用PWM與PFM相結合的控制方式進行流量調節，使流量在占空比為0-1的范圍內線性化，有效地降低了液壓缸啟動過程中的時間延遲與位置誤差。針對活塞伸出過程中的純反饋控制滯后和前饋控制抗干擾性差的特點，采用前饋與反饋控制相結合的控制方式，通過模糊反饋調整高速開關閥的工作頻率和占空比進行活塞伸出位移修正，實現了對液壓缸中活塞位置的控制，位置控制誤差保證在-0.3~0.3mm內。