[發明專利]一種伺服閥零漂的確定及補償方法

有效

• 申請號: 202011204585.0
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112324749B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 張飛;肖思竹;凌智;任曉懷;肖雄;李靜;竇朝輝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00;F15B13/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明屬于液壓伺服控制技術領域，具體涉及一種伺服閥零漂的確定及補償方法，并對控制回路進行補償。在油壓正常情況下，若處于閉環控制中的液壓伺服系統工作正常且處于空載狀態，可利用過去一段時間的伺服閥控制電流值得出當前時刻的零漂值，并通過自學習對該零漂值不斷進行修正，以跟隨伺服閥零漂的緩慢變化；其他情況下零漂值保持不變。將獲取的零漂值補償到控制器輸出上，可提高液壓伺服系統中液壓缸雙向動作的一致性，防止一個方向調節范圍過小，影響該方向的動作速度。本發明可有效提高液壓伺服系統的閉環控制精度。

技術領域

本發明屬于液壓伺服控制領域，具體涉及一種伺服閥零漂的確定及補償方法，是用于確定伺服閥零漂并對控制回路進行補償的方法。

背景技術

現代液壓伺服系統通常由控制器、伺服閥、液壓缸組成。系統工作正常時，液壓伺服閥都不可避免的存在零漂現象，即液壓伺服閥處于零位時的實際零點與控制信號的零點不相同。兩個零點之間的誤差經過多個控制周期的積累會形成較大誤差，從而影響液壓伺服系統的控制精度。

造成零漂的原因可能是使用的伺服閥本身存在零點漂移；可能是各環節電子元器件的長時間使用，參數發生變化；可能是電源電壓不穩；也可能是生產現場環境惡劣，在系統實際運行過程中，伺服閥的實際零點也會隨著環境溫度等外部條件的變化而變化。

現有技術中，液壓伺服系統零漂的解決方法有：提高伺服閥的質量，減少本身的零偏和零漂或在運行之前，調節系統的零位處于零點，但以上兩點都具有很大局限性；有零漂產生時，給伺服閥一個相反的電壓信號，抑制這個微小的電壓信號使其不能變大，抑制零漂；在軋機液壓缸上安裝位移傳感器、油壓傳感器和伺服閥，通過高速數據采集模塊讀取液壓缸的位移檢測和油壓信號，計算液壓伺服閥零漂補償量，控制伺服閥開口度進行液壓缸位置閉環調節的動態補償；根據液壓壓下模式以及測量設備是否故障確定積分重置信號無效且積分使能信號有效時，積分伺服閥控制信號并限幅輸出將積分后的限幅輸出值疊加到伺服閥控制信號上并輸出至伺服閥，補償伺服閥實際零點同伺服閥控制信號。但是以上幾種方法相對比較復雜，同時很難保證液壓伺服系統具有較快的響應速度和較高的控制精度。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種伺服閥零漂的確定及補償方法，所述方法能夠解決現有液壓控制系統中因存在零漂現象而影響液壓伺服系統的閉環控制精度的技術問題。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種伺服閥零漂的確定及補償方法，利用上一時刻的伺服閥零漂值與當前時刻控制器輸出電流值確定當前時刻的伺服閥零漂值，并通過自學習對當前時刻的伺服閥零漂值不斷進行修正；將獲取的當前時刻的伺服閥零漂值補償到控制器輸出上，以提高液壓伺服系統中液壓缸雙向動作的一致性，提高液壓伺服控制系統的閉環控制精度。

進一步地，所屬方法包括以下步驟：

步驟一：獲取油壓正常情況下，處于閉環控制中的液壓伺服系統工作正常時的控制器輸出電流值；

步驟二：液壓伺服系統處于空載狀態時，利用上一時刻的伺服閥零漂值與當前時刻控制器輸出電流值確定當前時刻的伺服閥零漂值，伺服閥零漂值與控制器輸出電流值之間的關系公式為：

Z(n)＝(1-α)×Z(n-1)+α×I(n)

式中：I(n)與Z(n)分別表示n時刻控制器輸出電流值和n時刻伺服閥零漂值，有載狀態時零漂值保持不變；Z(n-1)表示n-1時刻伺服閥零漂值；α為調節系數；零漂值會隨著時間的變化，產生一些輕微變化，通過調整調節系數α，就可以確定當前時刻零漂值大小。

步驟三：確定調節系數α，α取值在0～0.02之間；

步驟四：將獲取的當前時刻的伺服閥零漂值補償到控制器輸出上，實現系統閉環控制精度的提高。