[發明專利]針對閥控缸力阻抗控制系統的外環阻抗補償方法及系統

有效

• 申請號: 201910588647.3
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110273876B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 巴凱先;俞濱;金正國;馬國梁;婁文韜;李化順
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02;F15B13/16;F15B19/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

1.一種針對閥控缸力阻抗控制系統的外環阻抗補償方法，其特征在于，包括：

獲取閥控缸力阻抗控制系統的外環阻抗、閥控缸力阻抗控制系統數學模型以及閥控缸伺服缸參數；所述閥控缸伺服缸參數包括進油腔容積、回油腔容積、負載剛度、伺服缸的左腔壓力、伺服缸的右腔壓力、閥控缸力阻抗控制系統回油壓力以及伺服缸有效活塞面積；

根據所述外環阻抗確定補償控制策略；

根據所述閥控缸伺服缸參數對所述閥控缸力阻抗控制系統數學模型進行簡化分離，確定所述閥控缸力阻抗控制系統的多個傳遞函數；

根據所述補償控制策略以及多個所述傳遞函數確定補償控制器；

根據所述補償控制器對所述閥控缸力阻抗控制系統的外環阻抗進行補償，確定補償后的外環阻抗。

2.根據權利要求1所述的針對閥控缸力阻抗控制系統的外環阻抗補償方法，其特征在于，所述根據所述外環阻抗確定補償控制策略，具體包括：

根據所述外環阻抗，確定所述外環阻抗對應的內環的期望力；

獲取輸入所述閥控缸力阻抗控制系統的輸入力；

根據所述輸入力對所述外環阻抗進行補償，確定新的外環阻抗；

在所述新的外環阻抗的作用下，將所述外環阻抗對應的內環的期望力轉換為所述新的外環阻抗對應的內環的期望力；

在所述新的外環阻抗對應的內環的期望力的作用下，使得所述閥控缸力阻抗控制系統的輸出力等于所述外環阻抗對應的內環的期望力，確定補償控制策略。

3.根據權利要求2所述的針對閥控缸力阻抗控制系統的外環阻抗補償方法，其特征在于，所述根據所述閥控缸伺服缸參數對所述閥控缸力阻抗控制系統數學模型進行簡化分離，確定所述閥控缸力阻抗控制系統的多個傳遞函數，具體包括：

根據公式以及確定所述閥控缸力阻抗控制系統的多個傳遞函數；其中，G₁(s)、G₂(s)以及G_x(s)為所述閥控缸力阻抗控制系統的傳遞函數；K_axv為伺服閥增益；A_p為伺服缸有效活塞面積；m_t為折算到伺服缸活塞上總質量，包括負載、活塞、位移傳感器、力傳感器、連接管道和伺服缸內油液的折算質量和；s為拉氏算子；B_p為負載阻尼；K為負載剛度；k₁和k₂為壓力流量非線性折算系數；K_d為微分增益；p_s為閥控缸力阻抗控制系統供油壓力；p₁為伺服缸的左腔壓力；p₂為伺服缸的右腔壓力；p₀為閥控缸力阻抗控制系統回油壓力；x_v為伺服閥閥芯位移；V₁為進油腔容積；V₂為回油腔容積；β_e為有效體積彈性模量；ω為伺服閥的固有頻率；ζ為伺服閥阻尼比；C_ip為伺服缸的內泄漏系數。

4.根據權利要求3所述的針對閥控缸力阻抗控制系統的外環阻抗補償方法，其特征在于，所述根據所述補償控制策略以及多個所述傳遞函數確定補償控制器，具體包括：

根據公式確定補償控制器；其中，G_MVIPC(s)為補償控制器；Z′_D為新的外環阻抗；Z_D為所述閥控缸力阻抗控制系統的外環阻抗；K_F為力傳感器增益；G_PID(s)為PID控制器；X_L為干擾位置；F_r為輸入力。