四二通開關(guān)閥10均為小流量二通開關(guān)閥。
[0030 ]本發(fā)明液壓控制系統(tǒng)的基本控制策略是伺服電機(jī)帶動(dòng)定量栗做前饋控制大部分流量，按照理論模型計(jì)算量為系統(tǒng)提供流量，通過兩個(gè)開關(guān)閥選擇選擇執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)方向，其產(chǎn)生的控制誤差由閥控部分通過反饋控制進(jìn)行補(bǔ)償，從而保證控制精度并提高系統(tǒng)能效。
[0031]定量液壓栗的出口有三條油路，分別由各自的開關(guān)閥控制選擇油路，可以控制為蓄能器充能、為執(zhí)行器提供流量或?qū)⒗跣逗?，三條油路分別通向單出桿缸執(zhí)行器11、蓄能器12和油箱25。其三條油路的開閉導(dǎo)通方式如下:
[0032]在栗控部分為單出桿缸執(zhí)行器11提供流量時(shí)，第一二通開關(guān)閥7或第二二通開關(guān)閥8打開，第三二通開關(guān)閥9關(guān)閉；在不需要栗控部分為單出桿缸執(zhí)行器11提供流量時(shí)，第一二通開關(guān)閥7和第二二通開關(guān)閥8均關(guān)閉，伺服電機(jī)18帶動(dòng)定量栗17低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，保證定量栗17不出現(xiàn)爬行情況。
[0033]在上述不需要栗控部分為單出桿缸執(zhí)行器11提供流量時(shí):若第一壓力傳感器21檢測到蓄能器12壓力不足，則第三二通開關(guān)閥9打開為蓄能器12充能;若第一壓力傳感器21檢測到蓄能器12壓力充足，則第四二通開關(guān)閥10打開為栗控部分卸荷，并維持定量栗17不停轉(zhuǎn)，以避免出現(xiàn)頻繁啟動(dòng)的耗能和爬行情況。
[0034]第一二通比例插裝閥I和第三二通比例插裝閥3控制蓄能器12分別向單出桿缸執(zhí)行器11的無桿腔和有桿腔提供流量，對栗控部分所產(chǎn)生的控制誤差進(jìn)行補(bǔ)償。單出桿缸執(zhí)行器11無桿腔和有桿腔的回流流量分別通過第五二通比例插裝閥5、第六二通比例插裝閥6流至油箱25，或者分別通過第二二通比例插裝閥2、第四二通比例插裝閥4流至蓄能器12回收，具體采用上述哪種回流方式由負(fù)載的特性以及蓄能器12的壓力決定。
[0035]本發(fā)明的具體實(shí)施工作過程如下:
[0036]當(dāng)完成單出桿缸執(zhí)行器11的一個(gè)高精度運(yùn)動(dòng)跟蹤過程，根據(jù)理論模型計(jì)算可以得到理論上需要為單出桿缸執(zhí)行器11提供的流量，并將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為伺服電機(jī)18所需要的轉(zhuǎn)速值，帶動(dòng)定量栗17按照理論轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，為系統(tǒng)輸出流量。大流量的第一、第二二通開關(guān)閥
7、8控制選擇單出桿缸執(zhí)行器11的運(yùn)動(dòng)方向；
[0037]由于實(shí)際液壓系統(tǒng)存在油液泄露、溫度變化、模型不確定性、外界干擾等因素，伺服電機(jī)18帶動(dòng)定量栗17所提供的理論流量必然使單出桿缸執(zhí)行器11得運(yùn)動(dòng)與所要跟蹤的運(yùn)動(dòng)存在誤差，這部分誤差由閥控部分實(shí)時(shí)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。蓄能器12的油液通過小流量的第一、第三二通比例插裝閥1、3控制分別流向單出桿缸執(zhí)行器11的無桿腔和有桿腔，調(diào)節(jié)實(shí)際運(yùn)動(dòng)誤差;系統(tǒng)的控制精度由閥控部分決定，通過采用合理的反饋控制策略能夠?qū)⑦\(yùn)動(dòng)誤差控制在要求以內(nèi)；系統(tǒng)的節(jié)能性由閥控部分控制的小流量決定，通過閥控部分的流量越少，則系統(tǒng)的能耗越低；
[0038]回流流量可以通過大流量的第五、第六二通比例插裝閥5、6流向油箱25或通過大流量的第二、第四二通比例插裝閥2、4流量蓄能器12進(jìn)行回收，當(dāng)負(fù)載特性為自重負(fù)載類型或回油壓力高于蓄能器12的出口壓力時(shí)，可以為通過大流量的第二、第四二通比例插裝閥
2、4的控制向蓄能器12中回收部分能量;當(dāng)無法進(jìn)行能量回收時(shí)，回流流量流向油箱25;
[0039]兩個(gè)安全閥13、16為保證系統(tǒng)運(yùn)行安全，同時(shí)可以在系統(tǒng)拆裝時(shí)完成油路卸荷;兩個(gè)單向閥15、26能夠保壓和避免回流；
[0040]伺服電機(jī)18的理論轉(zhuǎn)速計(jì)算考慮到定量栗17存在低轉(zhuǎn)速爬行，同時(shí)不應(yīng)頻繁啟停，設(shè)定伺服電機(jī)18的最低轉(zhuǎn)速為定量栗17的正常工作最低轉(zhuǎn)速;若計(jì)算值高于最低轉(zhuǎn)速則栗控部分正常工作，通過大流量的第一、第二二通開關(guān)閥7、8為單出桿缸執(zhí)行器11提供流量;若計(jì)算值低于最低轉(zhuǎn)速則伺服電機(jī)18維持最低轉(zhuǎn)速，第一、第二二通開關(guān)閥7、8關(guān)閉，若壓力傳感器21檢測蓄能器12出口壓力低于設(shè)定值，小流量二位開關(guān)閥9打開，為蓄能器12充能直至充滿;若壓力傳感器21檢測蓄能器12出口壓力高于設(shè)定值，小流量二位開關(guān)閥10打開為栗控部分卸荷，進(jìn)一步節(jié)約系統(tǒng)能耗。
[0041]上述【具體實(shí)施方式】用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用栗閥聯(lián)合的高效高精度液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:包括主要由伺服電機(jī)(18)、定量栗(17)、第一二通開關(guān)閥(7)、第二二通開關(guān)閥(8)組成的栗控部分以及主要由第一二通比例插裝閥(1)、第三二通比例插裝閥(3)、第二二通比例插裝閥(2)、第四二通比例插裝閥(4)、第五二通比例插裝閥(5)、第六二通比例插裝閥(6)和蓄能器(12)組成的閥控部分，栗控部分和閥控部分并聯(lián)連接在油箱(25)和單出桿缸執(zhí)行器(11)之間，并分別對流量進(jìn)行獨(dú)立控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用栗閥聯(lián)合的高效高精度液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的栗控部分:伺服電機(jī)(18)通過聯(lián)軸器(24)與定量栗(17)相連，定量栗(17)進(jìn)口經(jīng)第二過濾器(19)與油箱(25)相連，定量栗(17)出口經(jīng)第四二通開關(guān)閥(10)與油箱(25)相連，油箱(25)設(shè)有溫度計(jì)(20)，定量栗(17)出口連接單向閥(26)的入口端，單向閥(26)的出口端分別經(jīng)第一二通開關(guān)閥(7)、第二二通開關(guān)閥(8)連通到單出桿缸執(zhí)行器(11)的無桿腔和有桿腔，單向閥(26)的出口端經(jīng)第二安全閥(16)連通回油箱(25)，單向閥(26)的出口端經(jīng)第三二通開關(guān)閥(9)與蓄能器(12)相連； 所述的閥控部分:蓄能器(12)分別經(jīng)第一二通比例插裝閥(I)、第二二通比例插裝閥(2)單出桿缸執(zhí)行器(11)的無桿腔相連，蓄能器(12)分別經(jīng)第三二通比例插裝閥(3)、第四二通比例插裝閥(4)與單出桿缸執(zhí)行器(11)的有桿腔相連，第五二通比例插裝閥(5)、第六二通比例插裝閥(6)分別連接在單出桿缸執(zhí)行器(11)的無桿腔、有桿腔與油箱(25)之間，蓄能器(12)、單出桿缸執(zhí)行器(11)的無桿腔和有桿腔出口處分別連接有第一壓力傳感器(21)、第二壓力傳感器(22)和第三壓力傳感器(23)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用栗閥聯(lián)合的高效高精度液壓控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述第三二通開關(guān)閥(9)與蓄能器(12)之間連接有第一過濾器(14)和第一單向閥(15)，蓄能器(12)經(jīng)第一過濾器(14)與第一單向閥(15)的出口端相連，第一單向閥(15)的入口端與第三二通開關(guān)閥(9)相連，蓄能器(12)經(jīng)第一安全閥(13)與油箱(25)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用栗閥聯(lián)合的高效高精度液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一二通比例插裝閥(I)和第三二通比例插裝閥(3)均為小流量二位二通比例插裝閥，第二二通比例插裝閥(2)、第四二通比例插裝閥(4)、第五二通比例插裝閥(5)和第六二通比例插裝閥(6)均為大流量二位二通比例插裝閥，第一二通開關(guān)閥(7)、第二二通開關(guān)閥(8)均為大流量二通開關(guān)閥，第三二通開關(guān)閥(9)、第四二通開關(guān)閥(10)均為小流量二通開關(guān)閥。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用栗閥聯(lián)合的高效高精度液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述栗控部分的定量栗(17)的出口有三條油路，分別通向單出桿缸執(zhí)行器(11)、蓄能器(12)和油箱(25):在栗控部分為單出桿缸執(zhí)行器(11)提供流量時(shí)，第一二通開關(guān)閥(7)或第二二通開關(guān)閥(8)打開，第三二通開關(guān)閥(9)關(guān)閉；在不需要栗控部分為單出桿缸執(zhí)行器(11)提供流量時(shí)，第一二通開關(guān)閥(7)和第二二通開關(guān)閥(8)均關(guān)閉，伺服電機(jī)(18)帶動(dòng)定量栗(17)低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用栗閥聯(lián)合的高效高精度液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述在不需要栗控部分為單出桿缸執(zhí)行器(11)提供流量時(shí): 若第一壓力傳感器(21)檢測到蓄能器(12)壓力不足，則第三二通開關(guān)閥(9)打開為蓄能器(12)充能；若第一壓力傳感器(21)檢測到蓄能器(12)壓力充足，則第四二通開關(guān)閥(10)打開為栗控部分卸荷，并維持定量栗(17)不停轉(zhuǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用栗閥聯(lián)合的高效高精度液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一二通比例插裝閥(I)和第三二通比例插裝閥(3)控制蓄能器(12)分別向單出桿缸執(zhí)行器(11)的無桿腔和有桿腔提供流量，對栗控部分所產(chǎn)生的控制誤差進(jìn)行補(bǔ)償。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用栗閥聯(lián)合的高效高精度液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的單出桿缸執(zhí)行器(11)無桿腔和有桿腔的回流流量分別通過第五二通比例插裝閥(5)、第六二通比例插裝閥(6)流至油箱(25)，或者分別通過第二二通比例插裝閥(2)、第四二通比例插裝閥(4)流至蓄能器(12)回收。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用泵閥聯(lián)合的高效高精度液壓控制系統(tǒng)。伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與定量泵相連，定量泵進(jìn)口經(jīng)第二過濾器與油箱相連，定量泵出口與油箱相連，定量泵出口連接單向閥的入口端，單向閥的出口端分別連通到單出桿缸執(zhí)行器的無桿腔和有桿腔，單向閥的出口端連通回油箱，單向閥的出口端與蓄能器相連；蓄能器與單出桿缸執(zhí)行器的無桿腔相連，蓄能器與單出桿缸執(zhí)行器的有桿腔相連，無桿腔、有桿腔與油箱之間均連接有二通比例插裝閥，蓄能器、單出桿缸執(zhí)行器的無桿腔和有桿腔出口處均連接有壓力傳感器。本發(fā)明提高了能效，采用反饋控制方式實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器的高精度運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償，降低了成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)負(fù)載液壓缸兩腔壓力的獨(dú)立控制和系統(tǒng)的節(jié)能控制。
【IPC分類】F15B1/02, F15B13/04, F15B11/08
【公開號】CN105570203
【申請?zhí)枴緾N201610018976
【發(fā)明人】姚斌, 呂立彤, 朱笑叢, 廖建鋒
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月12日