[發(fā)明專利]液壓缸摩擦補(bǔ)償控制方法研究

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810418477.X
• 申請(qǐng)日: 2018-05-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108412842A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建英;李士銘;董法堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F15B19/00
• 分類號(hào): F15B19/00;F15B13/12;F15B21/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種液壓缸摩擦補(bǔ)償裝置及控制方法，屬于液壓控制系統(tǒng)領(lǐng)域,其組成包括：電機(jī)、泵、過(guò)濾器、電液伺服閥、放大器、控制器、位置指令器、位移傳感器、液壓缸、負(fù)載、溢流閥等組成。電機(jī)控制泵經(jīng)過(guò)濾器向電液伺服閥供油，過(guò)濾器的一端經(jīng)溢流閥回油箱，另一端經(jīng)電液伺服閥的進(jìn)油口向液壓缸供油，推動(dòng)液壓缸活塞桿的移動(dòng)。位置指令器接到指令后，經(jīng)控制器、放大器向電液伺服閥輸入信號(hào)電流，以此來(lái)達(dá)到負(fù)載的目的，活塞桿的位移經(jīng)位移傳感器的轉(zhuǎn)換成電流與輸入信號(hào)比較，構(gòu)成一個(gè)液壓反饋系統(tǒng)。此控制過(guò)程能夠提高系統(tǒng)的跟蹤精度，具有很高的系統(tǒng)響動(dòng)靜態(tài)應(yīng)性能。

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液壓缸摩擦補(bǔ)償裝置，屬于壓控制系統(tǒng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電液伺服系統(tǒng)以其伺服性能好，控制精度高，快速性好應(yīng)用于航天、火炮、飛機(jī)操縱系統(tǒng)等裝置中，現(xiàn)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)線上一個(gè)重要方面。很多研究人員對(duì)于液壓控制精度方面有很多研究，主要集中與外部系統(tǒng)的硬件控制方面，對(duì)控制器的研究很少，硬件摩擦力補(bǔ)償具有尤其無(wú)法避免的缺陷，比如液壓油的流量控制、損耗，漏油等。在控制器軟控中，雖然也存在一定的缺陷，但是其控制性能良好，相比硬件控制具有強(qiáng)大的動(dòng)靜態(tài)響應(yīng)性能，現(xiàn)已成為很多自動(dòng)化成產(chǎn)線上的主要方法，本次發(fā)明就是在軟控制器上找突破點(diǎn)，在液壓缸摩擦力補(bǔ)償方面設(shè)計(jì)出優(yōu)良的控制器，以此提高其跟蹤性能，達(dá)到令人滿意的控制效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種液壓缸摩擦補(bǔ)償裝置，通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)良的控制器，補(bǔ)償摩擦力。

本發(fā)明的基本技術(shù)方案為：

本發(fā)明涉及一種液壓缸摩擦補(bǔ)償裝置及控制方法，屬于液壓控制系統(tǒng)領(lǐng)域,其組成包括：電機(jī)、泵、過(guò)濾器、電液伺服閥、放大器、控制器、位置指令器、位移傳感器、液壓缸、負(fù)載、溢流閥等組成。電機(jī)控制泵經(jīng)過(guò)濾器向電液伺服閥供油，過(guò)濾器的一端經(jīng)溢流閥回油箱，另一端經(jīng)電液伺服閥的進(jìn)油口向液壓缸供油，推動(dòng)液壓缸活塞桿的移動(dòng)。位置指令器接到指令后，經(jīng)控制器、放大器向電液伺服閥輸入信號(hào)電流，以此來(lái)達(dá)到負(fù)載的目的，活塞桿的位移經(jīng)位移傳感器的轉(zhuǎn)換成電流與輸入信號(hào)比較，構(gòu)成一個(gè)液壓反饋系統(tǒng)。

提高此系統(tǒng)的跟蹤精度主要看控制器如何設(shè)計(jì)，抵消液壓缸摩擦力帶來(lái)的額外影響，考慮液壓缸活塞密封圈與液壓缸內(nèi)壁之間的摩擦，活塞桿與密封圈以及活塞桿與防塵圈之間的摩擦對(duì)系統(tǒng)的影響，如果降低這兩個(gè)部位的摩擦力，將會(huì)提高液壓缸的動(dòng)態(tài)性能。由于2個(gè)位置同時(shí)存在摩擦力，放在一起研究，以期望得到更好的控制結(jié)果，使控制結(jié)果更加準(zhǔn)確，減小系統(tǒng)誤差。因此考慮用一個(gè)摩擦模型來(lái)近似代替復(fù)雜的摩擦力。本文中考慮用LuGre摩擦理論建立精確的數(shù)學(xué)模型。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明液壓缸摩擦補(bǔ)償裝置的控制器能夠提高系統(tǒng)的跟蹤精度，保證其穩(wěn)定運(yùn)行，沒(méi)有系統(tǒng)的滯后現(xiàn)象產(chǎn)生，有效的跟隨系統(tǒng)的輸入。

2.本發(fā)明所設(shè)計(jì)的控制器是針對(duì)液壓缸的摩擦問(wèn)題展開(kāi)的研究，采取補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ軌蛴行У种颇Σ亮Φ挠绊懀瑢?shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有效合理運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

附圖1，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2，本發(fā)明的自適應(yīng)控制器示意圖；

附圖3，本發(fā)明的反步自適應(yīng)控制律示意圖；

附圖4，本發(fā)明的控制器效果對(duì)比示意圖。

圖中：1、泵，2、電機(jī)，3、過(guò)濾器，4溢流閥、5、油箱，6、電液伺服閥，7、放大器，8、控制器，9、位置指令器，10、位移傳感器，11、液壓缸，12、負(fù)載，13、彈簧，14、阻尼器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及實(shí)施方式。