[發明專利]一種線性持續靜力加載控制方法

有效

• 申請號: 201811525918.2
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109372826B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 梁曉輝;周紅萍;溫茂萍;付濤
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 劉渝

本發明公開了一種線性持續靜力加載控制方法，用于非線性無積分環節液壓加載系統，包括精確線性持續靜力加載控制方法、提高靜力加載過程線性度的方法與實現靜力加載過程中持續加載的方法。本發明的線性持續靜力加載控制方法，適用于小型高壓液壓腔無主動蓄壓功能液壓裝置的精確線性持續靜力加載要求，也同樣適用于其他非線性或無積分環節液壓裝置的精確線性持續靜力加載要求，主要目的是解決現有以負荷為控制量、以比例溢流閥為執行元件的負荷開環控制過程中存在靜力無法精確線性加載的問題，以及解決現有以負荷為控制量、以比例溢流閥為執行元件、以實時負荷為反饋量的負荷閉環控制過程中存在負荷值震蕩而無法持續靜力加載的問題。

技術領域

本發明涉及控制算法技術領域，特別涉及一種線性持續靜力加載控制方法。

背景技術

一些材料的研究過程中需評價其靜力強度水平，因此，需研究一臺應用于材料強度測試的科研試驗儀器。

液壓機是提供大噸位、精密型、高慣性、連續型、強穩定性力最常用的裝置，是安全型、大噸位、超精密型靜力加載裝置常用的加載驅動方式。相比于材料成形應用的液壓機，用于科研測試儀器使用的靜力模擬設備液壓加載系統一般要求性能精密、功能簡單、體積緊湊等特點。

目前研制的一臺應用于材料靜力強度測試的靜力加載模擬設備，以比例溢流閥為被控元件，以比例溢流閥開度為被控執行元件的控制量，其液壓力輸出系統無積分環節、且非線性。控制方法上，若采用以比例溢流閥開度為執行元件的純開環控制算法，雖解決了加載過程無震蕩、可持續加載的問題，但無法解決加載過程中精確線性加載的問題；若采用以靜力載荷為控制量、比例溢流閥開度為執行元件的閉環控制算法，雖解決了線性加載的問題，但無法解決加載過程震蕩、可持續靜力加載的問題，無法滿足靜力模擬加載設備對材料力學性能檢測的要求。

因此，需發明一種針對非線性無積分環節液壓加載系統的精確線性持續靜力加載控制方法，滿足小型高壓液壓腔無主動蓄壓功能的無積分液壓系統的精確線性持續靜力加載功能。

發明內容

本發明的目的是克服上述背景技術中不足，提供一種線性持續靜力加載控制方法，適用于小型高壓液壓腔無主動蓄壓功能液壓裝置的精確線性持續靜力加載要求，也同樣適用于其他非線性或無積分環節液壓裝置的精確線性持續靜力加載要求，主要目的是解決現有以負荷為控制量、以比例溢流閥為執行元件的負荷開環控制過程中存在無法精確線性靜力加載的問題，以及解決現有以負荷為控制量、以比例溢流閥為執行元件、以實時負荷為反饋量的負荷閉環控制過程中存在負荷值震蕩而無法持續靜力加載的問題，滿足非線性、無積分環節的液壓加載系統對于載荷的精確線性持續靜力加載控制要求，包括了：精確線性持續靜力加載控制總體方法、提高加載過程線性度的方法與實現加載過程中持續靜力加載的方法。

其中，本技術方案中所述的無主動蓄壓是指：液壓系統液控部件與油缸等組成的高壓腔體的壓力無法通過單向閥、液控單向閥或者插裝閥等反向截止壓力保載元件進行保載，只能通過液壓回路上的比例壓力閥進行保載。在控制理論上，該系統也稱為無積分環節系統。

對于本領域技術人員而言，可以明確知曉的是，為了順利實施本發明，需要至少具備如下技術條件：

首先，本發明的線性持續靜力加載控制方法是基于以液壓泵為液壓動力、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行元件、以比例流量閥為加載過程位移控制元件的液壓力加載系統，其中，精確線性持續加載控制總體方法的具體控制為：

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