[發(fā)明專利]一種線性持續(xù)靜力加載控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811525918.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN109372826B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁曉輝;周紅萍;溫茂萍;付濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號(hào): F15B19/00
• 分類號(hào): F15B19/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 劉渝

1.一種線性持續(xù)靜力加載控制方法，用于非線性無積分環(huán)節(jié)液壓加載系統(tǒng)，其特征在于，包括精確線性持續(xù)靜力加載控制方法、提高靜力加載過程線性度的方法與實(shí)現(xiàn)靜力加載過程中持續(xù)加載的方法；所述精確線性持續(xù)靜力加載控制方法是基于以液壓泵為液壓動(dòng)力、以液壓油缸為液壓能輸出元件、以比例溢流閥為加載力控制執(zhí)行元件、以比例流量閥為加載過程位移控制元件的液壓力靜力加載系統(tǒng)；所述精確線性持續(xù)靜力加載控制方法具體包括：

1)靜力加載全過程中比例流量閥開度為固定值，該開度值需確保加載過程中比例流量閥進(jìn)口與出口無壓力差；

2)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，比例溢流閥需連續(xù)、柔順變化，空程下行、靜力加載、卸載、補(bǔ)載或空程回程的過程結(jié)束時(shí)均需存儲(chǔ)比例溢流閥開度，且該開度作為下一個(gè)過程的初始開度；

3)靜力加載過程啟動(dòng)，高壓泵與加載回路接通瞬間，系統(tǒng)讀取存儲(chǔ)的比例溢流閥初始開度作為實(shí)時(shí)開度；啟動(dòng)后，實(shí)時(shí)開度按照控制算法實(shí)時(shí)計(jì)算更新；

4)按照系統(tǒng)設(shè)置的加載目標(biāo)載荷與加載過程控制時(shí)間，計(jì)算得到的載荷增加值；根據(jù)提高靜力加載過程線性度的方法與實(shí)現(xiàn)靜力加載過程中持續(xù)加載的方法計(jì)算比例溢流閥的更新值；在控制系統(tǒng)的T秒中斷里更新比例溢流閥開度；

5)當(dāng)加載到設(shè)置目標(biāo)載荷時(shí)，加載過程停止。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性持續(xù)靜力加載控制方法，其特征在于，所述T秒的取值為0.1秒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性持續(xù)靜力加載控制方法，其特征在于，在將空程下行、靜力加載、卸載、補(bǔ)載或空程回程的過程結(jié)束時(shí)存儲(chǔ)的比例溢流閥開度作為下一個(gè)過程的初始開度時(shí)，具體在空程回程或者實(shí)時(shí)負(fù)荷值低于加載起始負(fù)荷值時(shí)將初始開度設(shè)置為0％；靜力加載過程或者卸載過程結(jié)束，將當(dāng)時(shí)的比例溢流閥開度存儲(chǔ)為初始開度；自動(dòng)加載過程中，靜力加載與卸載結(jié)束時(shí)將當(dāng)時(shí)開度存儲(chǔ)為初始開度；根據(jù)補(bǔ)壓算法，始終記錄補(bǔ)壓時(shí)刻的開度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性持續(xù)靜力加載控制方法，其特征在于，所述提高加載過程線性度的方法具體為：

1)測定滿量程加載力值F_s對(duì)應(yīng)的比例溢流閥開度均值X_s，計(jì)算得到溢流閥開度與載荷的理想比例系數(shù)k₁，

2)根據(jù)加載力F_J與加載控制時(shí)間T_J，以0.1秒為控制段距，計(jì)算每個(gè)控制段距里加載力的增加量ΔF_J，其中，加載控制時(shí)間T_J的單位為分鐘；

3)更新實(shí)時(shí)設(shè)定載荷F_set，按照每個(gè)0.1秒中斷累加ΔF_J；

4)實(shí)時(shí)測量實(shí)時(shí)載荷F_real，計(jì)算實(shí)時(shí)設(shè)定載荷F_set與實(shí)時(shí)載荷F_real的差值ΔF_real：

ΔF_real＝F_set-F_real；

5)獲得實(shí)時(shí)設(shè)定載荷F_set與實(shí)時(shí)載荷F_real，以實(shí)時(shí)設(shè)定載荷F_set為控制量輸入，以實(shí)時(shí)載荷F_real為反饋量，以按照連續(xù)量控制器設(shè)計(jì)控制器，控制器輸出作為溢流閥開度增量

6)根據(jù)持續(xù)靜力加載方法，修正溢流閥開度增量得到持續(xù)加載抑制后的溢流閥開度增量

7)在0.1秒中斷里，實(shí)時(shí)計(jì)算新的溢流閥開度值K_real，具體計(jì)算公式為：

8)將溢流閥實(shí)時(shí)開度值K_real輸出給比例溢流閥，實(shí)現(xiàn)靜力加載過程的精密線性控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線性持續(xù)靜力加載控制方法，其特征在于，所述實(shí)現(xiàn)加載過程中持續(xù)靜力加載的方法具體為：

1)通過連續(xù)量控制器計(jì)算得到溢流閥開度增量載荷震蕩是由于開度增量為負(fù)值、引起無積分環(huán)節(jié)液壓系統(tǒng)的比例溢流閥減小導(dǎo)致壓力下降，設(shè)計(jì)一個(gè)非線性震蕩抑制環(huán)節(jié)消除溢流閥開度降低因素，可抑制加載過程壓力震蕩、實(shí)現(xiàn)靜力持續(xù)加載；

2)非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié)為一個(gè)函數(shù)，函數(shù)輸入為連續(xù)量控制器計(jì)算得到的溢流閥開度增量函數(shù)輸出為非線性補(bǔ)償后的溢流閥開度增量函數(shù)計(jì)算體為：