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                  編輯時間 : 2021-03-17

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                    一,問題概述


                    機電液壓建模是各種設備的通用技術,本文主要討論機電液壓建模的控制系統設計和驗證方法。西門子Amesim平臺可以提供多種控制系統設計和驗證方法,而且具有非常完備的兼容性,比如集成Matlab-Simulink,集成客戶自行開發的代碼等等;并且可以與其他系統耦合,進行統一的平臺分析。


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                    二,控制系統建模


                    機電液壓系統用于各種行業,涉及的控制系統也多種多樣。本文主要介紹了狀態控制、PID控制、PLC控制等。


                    1,狀態控制;提供標準的基于事件的狀態控制工具,主要包括:輸入參數定義、輸出參數定義(離散型和連續型)、內部參數定義、觸發事件定義等。;以挖掘機的循環工況為例,如下:


                    傳感器采集相應的位置信息,如回轉電機的角度和各油缸的位置信息;通過狀態機的邏輯判斷,控制各個執行器;工作周期由狀態控制寫入;位置初始化:確定每個執行器的位置;從初始位置到工作位置:控制各執行機構到達預設或給定的工作位置; 挖掘:控制相關執行器聯動進行挖掘;挖掘至卸載位置后:升降、轉向等執行器達到預設或給定的卸載高度和位置;卸載:控制卸載動作;返回:控制每個致動器旋轉、下降并返回初始工作位置。


                    2,PID控制


                    提供多種控制策略,包括:比例、積分和微分獨立控制、PI、PD和PID控制、復位積分PID控制、變量PID控制、PID調節器、神經網絡控制等。本文以PID調節器為例介紹:它是一個連續的PID控制器,根據期望的設定點cmd和實際值Y之間的偏差u提供比例、積分和微分函數.


                    集成內??刂频认嚓P算法,提供一個易于操作的嵌入式PID校準工具。使用方法如下:


                    系統識別:從仿真結果中導入擬合工具,然后識別簡化模型(IMC:內部模型控制方法,稱為內部模型);同時自動顯示所選線性化點對應的開環伯德圖和階躍響應;質量指示是否得到正常評估。


                    PID整定:整定閉環動態,驗證穩定裕度。當系統線性時不變時,模型應得到相同的階躍響應。這個閉環響應可以和開環響應(沒有PID)比較。


                    3,PLC控制


                    可以實現軟件在環SiL、硬件在環HiL等多種形式的驗證方法,支持多種PLC平臺;以下以西門子PLC為例。這部分的詳細內容可以參考微信官方賬號相關文章《打通PLC虛擬調試后一個環節——自動化連接自動化軟件界面》。

                    三,摘要


                    機電液系統堅持開放性的理念,能夠滿足不同行業、不同控制開發平臺對控制系統建模和驗證的需求,主要有以下幾點:


                    狀態控制:有標準的狀態邏輯開發模型,與物理模型無縫兼容;


                    PID等控制:對PID代表的控制算法進行驗證。提供標準的控制信號庫,包括各種控制、邏輯、傳遞函數等模塊。構建自定義控制算法非常方便,與物理模型無縫兼容;


                    PLC控制:提供自動化連接等標準接口工具,實現軟件在回路、硬件在回路的仿真驗證。


                    自主開發代碼:兼容語言開發代碼,提供相應的開發模板工具,協助客戶進行定制開發驗證;


                    Simulink:提供標準化的接口。


                    以上資料是上海機電控制系統回收整理出來的供大家參考。


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