主从缸同步系统

Use

蜻蜓 发表于 2019-1-11 21:29
请教游侠，两缸信号比较有没有标准的成品。就是 两个信号输入端，一个差值信号输出端之类的硬件。

游大侠的路子是正确的。如果采用数字缸还可以节省一套传感器，如果采用两个传感器，全套技术也是现成的，就是最近太忙，顾不上了。

PEN

我会使用PLC来控制两个气缸，使用每个气缸的位置反馈和每个比例阀的控制输出。在PLC中进行更改比在硬件中更容易。

我不会有一个主缸和一个从动缸。从动缸始终滞后于主缸。主站和从站之间的差异可能太大。
  
我会在PLC中创建一个虚拟主站。这个虚拟主机可以很简单，但你需要使用10ms中断。不要使用计时器。中断更加一致。在每次中断期间，虚拟主位置朝向目的地增加1mm。这将使目标速度以100mm / s的速度移动。如果速度很慢，则无需加速或减速斜坡。

现在将每个气缸的位置与虚拟主位置进行比较，并使用比例增益使气缸位置保持接近虚拟主位置。两个气缸都将滞后于虚拟主位置，但两个气缸应滞后大约相同的量。这导致两个气缸接近相等。每10ms循环，将两个气缸位置相互比较，以确保两个位置几乎相同。

如果可以的话，总是装备到虚拟主人。

Use

为什么中国的同步技术领先世界？
液压技术一旦精通了同步技术，其它什么问题都明白了，40年前我发明自调式同步阀时，是费了一番周折的，刚开始发明的是可调式同步阀，在调试过程中必须要精确知道实际流量，如果调的不合适，有可能损坏内部结构，使用者要求有一定的技术水平，于是，就激发了我研究不需用户任何调整，自动跟踪流量变化的探讨，并且还需要双向自动跟踪调节，于是就出现了前置级双向定差减压阀，再配合负载级的双向自动调节，就出现了自调式双向同步阀，还有需要提高同步精度，解决大负载偏差时的不均匀内漏等等一系列的技术问题，所以才出现了世界领先的自调式同步阀(1-2%)。这个阀，从原理到结构都是液压元件中最为复杂的，你搞清楚了这个阀的工作原理，一般的液压元件全明白了，如果能够设计出类似的阀，你就精通液压了。所以尽管我一天液压没学，设计和制造完毕这个阀后液压一下就通了，再加上电控的知识，液压就了如指掌了。这就是从实际中学习的好处。

蜻蜓

Use 发表于 2019-1-11 22:24
游大侠的路子是正确的。如果采用数字缸还可以节省一套传感器，如果采用两个传感器，全套技术也是现成的， ...

杨老：采用两个传感器的方案用什么缸，阀等硬件？

数字液压

蜻蜓 发表于 2019-1-12 18:50
杨老：采用两个传感器的方案用什么缸，阀等硬件？

采用双传感器方案应该就是游总说的那种，将主动缸传感器输出作为放大器设定输入，将从动缸传感器输出作为放大器反馈输入，两个输入差值x系数后输出送给比例阀调节从动缸位置跟随主动缸即可。这种方案从动缸会有一个滞后无法避免，要根据响应计算误差是否满足性能要求。

假如上面所说的误差满足不了实际使用要求，那就需要按Pen先生所说主动控制两个液压缸（如果主动缸是气缸，希望Pen先生详细介绍如何实现气缸的伺服控制及能实现的精度？），用一个虚拟缸作为引导，再将两个从动缸实时位置误差二次修正，也可以构成双缸同步，这基本是目前主流的伺服同步控制系统方案，成本较高，调试较复杂，可靠性和性能呵呵（同步是液压领域公认的难题，所以呵呵代表省略若干语言文字）。

如果采用数字缸作为从动缸，只需在主动缸上安装位置传感器，传感器输出送数字缸控制器（步进电机驱动器）输入即可。这种方式既可做到高精度，也基本可以无调试，两个缸无论距离多远，采用无线网络传输等都可以实现。

蜻蜓

PEN 发表于 2019-1-12 01:19
我会使用PLC来控制两个气缸，使用每个气缸的位置反馈和每个比例阀的控制输出。在PLC中进行更改比在硬件中更 ...

谢谢解答，假如主动缸速度100mm/s，从动缸的滞后量大体有多大？这个滞后量怎么评估，与什么因素有关，传感器的分辨率，比例阀的参数，死区等，应该如何考虑，这个滞后是不是相当数字液压缸的相位滞后？

数字液压

蜻蜓 发表于 2019-1-12 19:03
谢谢解答，假如主动缸速度100mm/s，从动缸的滞后量大体有多大？这个滞后量怎么评估，与什么因素有关，传 ...

数字缸的运动相位滞后与您提到的滞后是不同的，数字缸的滞后只是主动控制传递到实际执行之间的滞后，这个滞后可以控制在用户的精度要求范围内而无关紧要。Pen在介绍中提到将用一个虚拟缸给出引导，两个伺服缸跟随，跟随的过程中也会产生滞后，这个滞后其实大体与数字缸所谓的相位滞后机理相同，但数字缸能实现更小的滞后，这在之前的大量论述中都可以看到原因，实际应用效果也是如此。

其实作为反馈调节控制系统而言必定会有一个滞后量，它与众多因素有关，包括：传感器检测、信号传输、电脑计算周期、PID或其它算法计算产生的调节有效性、伺服力矩马达或比例电磁铁响应时间、阀口流量增益、流体流动速度、管路长短、作动器容腔、泄漏等众多因素有关，因此在没有前馈预先补偿前提下，这个滞后误差是无可避免的。而数字缸为何能比没有前馈补偿的伺服阀控液压系统有更小的跟随误差，我们在以前的很多帖子中都有详细阐述，因此用户可以看到绝大多数同步应用中，数字液压均无需采用前馈补偿的方式即可满足用户要求。您的这个气缸主动，液压从动的系统也是如此。

蜻蜓

谢谢数字液压：我曾在展会上见过FESTO公司演示气动比例阀系统，只是走马观花地见过，您讲的我大体能够理解，

能否再简单介绍下数字液压的无线网络传输的方面情况。

数字液压

蜻蜓 发表于 2019-1-12 19:50
谢谢数字液压：我曾在展会上见过FESTO公司演示气动比例阀系统，只是走马观花地见过，您讲的我大体能够理 ...

关于数字液压无线网络控制的方式其实非常简单，由于数字液压内建闭环可满足自身的特性精准稳定，因而无需额外的控制系统对其进行实时的反馈控制，因而只要数字液压接收到开环的运动指令，其自身就可以将其转换为数字液压的实际运动，因此无论是透过什么样无线通讯协议，只要简单的将运动控制参数传递给数字液压驱动器（其实就是步进或伺服电机驱动器）就可以实现精确的运动控制了。

下面的视频是通过手机远程控制起重机上的数字液压马达实现精密的角速度和角位移控制。

PEN

蜻蜓 发表于 2019-1-12 19:03
谢谢解答，假如主动缸速度100mm/s，从动缸的滞后量大体有多大？这个滞后量怎么评估，与什么因素有关，传 ...

以下错误是：
跟随误差=速度/（开环增益*比例增益）
要么
比例增益=速度/（开环增益*跟随误差）

例：
首先计算开环增益。
气缸在100％控制输出下移动200 mm / s。
开环增益为（200 mm / s）/ 100％或（2mm / s）/％
速度为100毫米/秒
如果您希望以下误差为100毫米/秒的10毫米，那么
比例增益=（100 mm / s）/（（（2 mm / s）/％）* 10mm）= 5％/ mm
所以将其插回原始配方中
跟随误差=（100mm / s）/（（（2mm / s）/％）*（5％/ mm））= 10mm

您必须记住，两个柱面应该具有来自虚拟主机的相同跟随误差，因此位置应该几乎相等。

计算假设阀门是线性的。 许多比例阀不是线性的。

这些计算也适用于步进气缸，但步进气缸上的比例增益不能改变。