[發(fā)明專利]一種基于雙邊溢流原理的液壓管路流體脈動(dòng)主動(dòng)抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110460102.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN102506031A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦宗夏;官長(zhǎng)斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F15B21/00
• 分類號(hào): F15B21/00;F15B21/04
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)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(dòng)主動(dòng)抑制方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：

第一步、采用壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)式四通滑閥作為流體脈動(dòng)主動(dòng)抑制的執(zhí)行部件；

第二步、壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)式四通滑閥的A、B口均與液壓管路的同一個(gè)旁支路相連，P、T口均與油箱相連；

第三步、調(diào)節(jié)壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)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(diào)節(jié)流閥之間的壓力傳感器采集壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)式四通滑閥安裝位置下游的液壓管路中壓力信號(hào)p，經(jīng)過(guò)AD進(jìn)入控制器，一方面控制器將壓力信號(hào)p做FFT變換，獲取液壓管路中壓力脈動(dòng)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(hào)u的頻率；另一方面，控制器通過(guò)最優(yōu)控制算法，以壓力信號(hào)p的均方值為目標(biāo)函數(shù)，獲取正弦控制信號(hào)u的幅值A(chǔ)和相位最后，得到正弦控制信號(hào)

第五步，控制器通過(guò)DA將正弦控制信號(hào)u送給壓電驅(qū)動(dòng)器，壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)式四通滑閥的滑閥閥芯相對(duì)于第三步中的零開口位置左右做正弦運(yùn)動(dòng)；根據(jù)第二步的連接方式，在滑閥閥芯一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)式四通滑閥的A、B兩個(gè)口都依次與P口和T口相通，實(shí)現(xiàn)雙邊溢流；雙邊溢流的原理為：當(dāng)滑閥閥芯從零開口位置向左運(yùn)動(dòng)再到回到零開口位置的前半個(gè)正弦運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，A口從滑閥閥芯軸肩的右側(cè)通過(guò)P口溢流，B口從滑閥閥芯軸肩的右側(cè)通過(guò)T口溢流；當(dāng)滑閥閥芯從零開口位置向右運(yùn)動(dòng)再到回到零開口位置的后半個(gè)正弦運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，A口從滑閥閥芯軸肩的左側(cè)通過(guò)T口溢流，B口從滑閥閥芯軸肩的左側(cè)通過(guò)P口溢流；基于雙邊溢流的原理，壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)式四通滑閥在正弦控制信號(hào)的控制下滑閥閥芯完成一個(gè)正弦運(yùn)動(dòng)周期，滑閥閥芯運(yùn)動(dòng)周期為T_V＝2/f，A口和B口均產(chǎn)生兩個(gè)溢流流量波峰，即前后兩個(gè)正弦半周期各產(chǎn)生一個(gè)溢流流量的波峰，這樣經(jīng)過(guò)A、B口的總溢流流量Q_V也形成兩個(gè)溢流流量波峰，因此Q_V抵消兩個(gè)流量脈動(dòng)周期的源脈動(dòng)流量Q_S，源流量脈動(dòng)周期為T_Q＝1/f，最終壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)式四通滑閥在正弦控制信號(hào)的控制下做頻率為f/2的正弦運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的溢流流量Q_V就完全抵消了頻率為f的源脈動(dòng)流量Q_S，實(shí)現(xiàn)了液壓管路流量脈動(dòng)的完全抑制。

2.根據(jù)權(quán)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(dòng)主動(dòng)抑制方法，其特征在于，所述主動(dòng)抑制方法的控制對(duì)象是基本的液壓管路系統(tǒng)，由油箱、電機(jī)、柱塞泵、蓄能器、油濾、溢流閥、液壓管路和可調(diào)節(jié)流閥組成，具體的連接關(guān)系為：電機(jī)帶動(dòng)柱塞泵從油箱中吸取低壓油液，產(chǎn)生流量為Q_P的高壓流體，流體經(jīng)過(guò)蓄能器、油濾和溢流閥后，進(jìn)入液壓管路中，在液壓管路的末端是作為負(fù)載的可調(diào)節(jié)流閥，油液經(jīng)過(guò)可調(diào)節(jié)流閥回到油箱中；其中蓄能器起到吸收脈動(dòng)和穩(wěn)壓的作用，油濾過(guò)濾掉油液中的雜質(zhì)，溢流閥控制液壓管路中壓力不超過(guò)設(shè)定值，起到安全保護(hù)作用。

3.根據(jù)權(quán)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(dòng)主動(dòng)抑制方法，其特征在于，所述的第一步中，壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)式四通滑閥采用壓電陶瓷執(zhí)行器推動(dòng)滑閥閥芯向左運(yùn)動(dòng)，復(fù)位彈簧使滑閥閥芯向右運(yùn)動(dòng)，壓電陶瓷執(zhí)行器與滑閥閥芯不固連。

4.根據(jù)權(quán)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(dòng)主動(dòng)抑制方法，其特征在于，所述的第三步中，具體的調(diào)節(jié)方法為：通過(guò)壓電驅(qū)動(dòng)器給壓電陶瓷執(zhí)行器施加驅(qū)動(dòng)電壓滿量程一半的電壓，此時(shí)壓電陶瓷執(zhí)行器位于其總伸長(zhǎng)量的一半，即ΔL/2處，調(diào)節(jié)滑閥閥芯的位置，使壓電陶瓷直接驅(qū)動(dòng)式四通滑閥剛好處于零開口狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)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(dòng)主動(dòng)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(dòng)流量Q_S中脈動(dòng)能量最大的正弦分量的頻率，即f＝1/T_Q。

6.根據(jù)權(quán)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(dòng)主動(dòng)抑制方法，其特征在于，所述的第四步中的最優(yōu)控制算法為旋轉(zhuǎn)矢量最優(yōu)算法。