碳纤维滑雪板成型四柱液压机液压缸压力在运动控制中的行为

执行器两端的瞬时压力很有意思，因为它们揭示了碳纤维滑雪板成型四柱液压机液压伺服系统的特殊性。为了演示运动控制系统的特性，我们将在闭环定位伺服机构中检查阀控液压缸的测试结果（图1）。

该机构设计用于特殊的电液运动控制训练程序，使用带有2英寸的圆柱体。钻孔，1 3/8英寸。杆直径，6英寸。行程和用于位置反馈的磁致伸缩线性位移传感器。负载是4英寸。厚，16英寸 直径，250磅飞轮。当3.5英寸时，飞轮在液压缸杆上产生大约1,500磅的等效质量。扭矩臂垂直于液压缸杆。液压缸以曲柄方式连接到飞轮，如图1的右下方所示。该组合产生约20Hz的固有频率。起动机构的限制将液压缸的最大行程限制在恰好低于满的6英寸。

使用配备有模拟输入和输出的通用数据接口的PC控制碳纤维滑雪板成型四柱液压机液压缸运动。加速度，速度和位置轮廓也显示在图1中。使用VCCM计算机程序库中的Profile Synthesizer模块在PC上合成运动控制配置文件。仅使用比例控制; 没有使用积分或衍生控制。


尽管图1显示了三个配置文件，但只有位置配置文件用作命令。计算机仅用作任意函数发生器。它保存描述位置命令配置文件的点对点值的数据，并提供“移动目标”以将配置文件数据流式传输到反馈（伺服）环路。命令配置文件只不过是一个运动计划，给碳纤维滑雪板成型四柱液压机伺服器提供了一些东西。然而，圆柱体的实际运动仅仅是命令轮廓的近似值。

在PC日志和跟踪不仅在缸应该是在每一个时刻，而且它实际上就是它的实际速度，以及顶盖和杆端压力的瞬时值。圆柱体的实际运动与运动命令的匹配程度是本研究的主题。命令和反馈之间的差异是误差信号，它是每个时刻命令配置文件和反馈信号之间的数值差异。

图2将碳纤维滑雪板成型四柱液压机循环液压缸中的杆端和端盖压力与测量的速度叠加在一起，该速度是为了计时目的而添加的。我们可以将加速度，恒速，减速，伸展，缩回等条件与压力变化相关联。当然，命令配置文件与图1中的命令配置文件相同。

第一个兴趣点是汽缸静止时的液压缸周期，液压缸压力不为零。回想一下，这个轮廓以½秒的停留时间开始，这是第0.6秒。图2中的迹线左右。该区间内的压力分别在杆和帽端部约为790和395psi。它们的比例与汽缸面积比紧密相符，约为1.9。


压力计量特性
传统观点认为，帽端压力上升，杆端压力下降，以便在延伸时加速。但事实并非如此。延伸的加速发生在约0.7秒。进入循环，并且在帽端压力上升的情况下发生非常短的持续时间，但是在加速的第一阶段期间杆端压力在任何地方都下降以延伸。这是液压伺服系统中的一个事实。由于控制阀的压力计量特性，这两个压力不为零。

碳纤维滑雪板成型四柱液压机液压缸停止，但不是因为流动关闭，也不是因为阀门居中。它停止是因为根据牛顿定律使力达到平衡，只有通过观察阀门的压力计量特性才能实现平衡状态。此外，存在阀的压力计量，​​因为该阀 - 与所有滑阀一样 - 表现出内部泄漏。在阀门的零区域 - 阀芯几乎居中的区域 - 压力计量对于停止条件比流量计量更重要。

在阀门打开并且液压缸达到一定速度之后，压力变成供应压力，液压缸上的负载，液压缸面积和阀门比率的复杂函数。有趣的是，它们不依赖于推进速度和阀门系数。

时间在0.9到1.5秒之间。与速度基本恒定的时间密切相关。棒端和盖端压力分别为约250和160psig。

当以恒定速度反向推进时，时间在2.5到3秒之间。适用，两种压力分别约为800和400 psig。因此，应该清楚的是，保持和推进之间的压力是完全不同的，因为它们受到阀的不同特征的支配。

这可能会导致关键应用中出现一些问题，例如磨削镜头时。当碳纤维滑雪板成型四柱液压机液压缸从伸展到缩回时，这种情况需要两个压力的大的突然变化。较大的压力变化会导致轻微的反转，从而在镜头中造成瑕疵。当以非常低的速度推进时，压力的差异也会产生问题，特别是如果存在相当大的分离摩擦。压力变化较大的需要会导致急促的起停运动。