[發明專利]一種基于雙邊溢流原理的液壓管路流體脈動主動抑制方法

有效

• 申請號: 201110460102.8
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102506031A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 焦宗夏;官長斌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F15B21/00
• 分類號: F15B21/00;F15B21/04
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種基于雙邊溢流原理的液壓管路流體脈動主動抑制方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

第一步、采用壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥作為流體脈動主動抑制的執行部件；

第二步、壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥連接在溢流閥下游的液壓管路的旁支路上，壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥的A、B口均與液壓管路的同一個旁支路相連，P、T口均與油箱相連；

第三步、調節壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥的滑閥閥芯處于零開口位置；

第四步、安裝在旁支路與可調節流閥之間的壓力傳感器采集壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥安裝位置下游的液壓管路中壓力信號p，經過AD進入控制器，一方面控制器將壓力信號p做FFT變換，獲取液壓管路中壓力脈動的基頻f，然后將頻率f取半為f/2，此頻率即為正弦控制信號u的頻率；另一方面，控制器通過最優控制算法，以壓力信號p的均方值為目標函數，獲取正弦控制信號u的幅值A和相位最后，得到正弦控制信號

第五步，控制器通過DA將正弦控制信號u送給壓電驅動器，壓電驅動器驅動壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥的滑閥閥芯相對于第三步中的零開口位置左右做正弦運動；根據第二步的連接方式，在滑閥閥芯一個運動周期內，壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥的A、B兩個口都依次與P口和T口相通，實現雙邊溢流；雙邊溢流的原理為：當滑閥閥芯從零開口位置向左運動再到回到零開口位置的前半個正弦運動周期內，A口從滑閥閥芯軸肩的右側通過P口溢流，B口從滑閥閥芯軸肩的右側通過T口溢流；當滑閥閥芯從零開口位置向右運動再到回到零開口位置的后半個正弦運動周期內，A口從滑閥閥芯軸肩的左側通過T口溢流，B口從滑閥閥芯軸肩的左側通過P口溢流；基于雙邊溢流的原理，壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥在正弦控制信號的控制下滑閥閥芯完成一個正弦運動周期，滑閥閥芯運動周期為T_V＝2/f，A口和B口均產生兩個溢流流量波峰，即前后兩個正弦半周期各產生一個溢流流量的波峰，這樣經過A、B口的總溢流流量Q_V也形成兩個溢流流量波峰，因此Q_V抵消兩個流量脈動周期的源脈動流量Q_S，源流量脈動周期為T_Q＝1/f，最終壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥在正弦控制信號的控制下做頻率為f/2的正弦運動，產生的溢流流量Q_V就完全抵消了頻率為f的源脈動流量Q_S，實現了液壓管路流量脈動的完全抑制。

2.根據權力要求1所述的一種基于雙邊溢流原理的液壓管路流體脈動主動抑制方法，其特征在于，所述主動抑制方法的控制對象是基本的液壓管路系統，由油箱、電機、柱塞泵、蓄能器、油濾、溢流閥、液壓管路和可調節流閥組成，具體的連接關系為：電機帶動柱塞泵從油箱中吸取低壓油液，產生流量為Q_P的高壓流體，流體經過蓄能器、油濾和溢流閥后，進入液壓管路中，在液壓管路的末端是作為負載的可調節流閥，油液經過可調節流閥回到油箱中；其中蓄能器起到吸收脈動和穩壓的作用，油濾過濾掉油液中的雜質，溢流閥控制液壓管路中壓力不超過設定值，起到安全保護作用。

3.根據權力要求1所述的一種基于雙邊溢流原理的液壓管路流體脈動主動抑制方法，其特征在于，所述的第一步中，壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥采用壓電陶瓷執行器推動滑閥閥芯向左運動，復位彈簧使滑閥閥芯向右運動，壓電陶瓷執行器與滑閥閥芯不固連。

4.根據權力要求1所述的一種基于雙邊溢流原理的液壓管路流體脈動主動抑制方法，其特征在于，所述的第三步中，具體的調節方法為：通過壓電驅動器給壓電陶瓷執行器施加驅動電壓滿量程一半的電壓，此時壓電陶瓷執行器位于其總伸長量的一半，即ΔL/2處，調節滑閥閥芯的位置，使壓電陶瓷直接驅動式四通滑閥剛好處于零開口狀態。

5.根據權力要求1所述的一種基于雙邊溢流原理的液壓管路流體脈動主動抑制方法，其特征在于，所述的第四步中的基頻f為液壓管路源脈動流量Q_S中脈動能量最大的正弦分量的頻率，即f＝1/T_Q。

6.根據權力要求1所述的一種基于雙邊溢流原理的液壓管路流體脈動主動抑制方法，其特征在于，所述的第四步中的最優控制算法為旋轉矢量最優算法。