[發明專利]一種基于高速開關閥先導調節的大流量比例閥組件及其控制方法

在審

• 申請號: 201811145955.0
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109236775A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 朱玉川;高強;宋昀澤;鮑和云
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京航啟電液控制設備有限公司
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02;F16K31/02;F16K31/12;F16K37/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

1.一種基于高速開關閥先導調節的大流量比例閥組件，其特征在于，包括DSP控制器、比例閥、連通比例閥主進油口的第一動力油源、連通比例閥主回油口的第一油箱、LVDT位移傳感器、第二動力油源、第一高速開關閥、第二高速開關閥、第一阻尼孔、第二阻尼孔、第二油箱；第二動力油源分別與第一阻尼孔的進油口、第二阻尼的進油口連通；

第一阻尼孔的出油口分別與第一高速開關閥的進油口、比例閥的左控制腔連通；第二阻尼孔的出油口分別與第二高速開關閥的進油口、比例閥的右控制腔連通；第一高速開關閥的出油口、第二高速開關閥的出油口均與第二油箱連通；所述第一高速開關閥用以控制比例閥左控制腔的油壓；第二高速開關閥用以控制比例閥右控制腔的油壓；

LVDT位移傳感器用以采集比例閥內閥芯的位移，LVDT位移傳感器與DSP控制器輸入端連接；DSP控制器用以通過PWM信號分別控制第一高速開關閥及第二高速開關閥。

2.根據權利要求1所述的比例閥組件，其特征在于：所述比例閥工作進油口和工作回油口分別與負載的兩端連接。

3.根據權利要求1所述的比例閥組件，其特征在于：所述DSP控制器設置有PID反饋控制器及邏輯控制器。

4.一種使用如權利要求1至3中任一項所述的比例閥組件的控制方法，包括如下步驟：

步驟1，LVDT位移傳感器實時采集比例閥的閥芯位移信號x₁，并將閥芯位移信號x₁反饋至DSP控制器中，DSP控制器預設指令位移信號x₀與閥芯位移信號x₁作差得到位移誤差Δx；即Δx＝x₀-x₁；

步驟2，DSP控制器根據位移誤差Δx的大小，采用PID反饋控制器計算并得到占空比τ，且0≤τ≤1；

步驟3，DSP控制器根據位移誤差Δx的符號和占空比τ，采用邏輯控制器分別得到PWM1信號的占空比τ₁和PWM2信號的占空比τ₂，占空比τ₁、τ₂的獲得方法為：

Δx＝0時，則τ₁＝τ₂＝0

Δx<0時，則τ₁＝1；τ₂＝τ；

Δx>0時，則τ₁＝τ；τ₂＝1；

步驟4，DSP控制器驅動第一高速開關閥和第二高速開關閥動作，進而分別調節比例閥的左控制腔和右控制腔的壓力，使比例閥的閥芯位移信號x₁逐漸接近指令位移信號x₀，完成比例閥的閥芯位移閉環控制。

5.如權利要求4中所述控制方法，其特征在于：

Δx＝0時，比例閥的左控制腔與右控制腔的油壓相等，第一高速開關閥及第二高速開關閥不動作；

Δx<0時，則DSP控制器對第二高速開關閥輸出PWM信號的占空比為τ₂＝τ，而DSP控制器對第一高速開關閥輸出PWM信號的占空比為τ₁＝1，使比例閥的左控制腔的壓力小于右控制腔的壓力，閥芯向左運動直至Δx＝0；

Δx>0時，則DSP控制器對第二高速開關閥輸出PWM信號的占空比為τ₂＝1，而DSP控制器對第一高速開關閥輸出PWM信號的占空比為τ₁＝τ，使比例閥的左控制腔的壓力大于右控制腔的壓力，閥芯向右運動直至Δx＝0。