[發明專利]一種高頻響伺服比例閥位置控制方法

有效

• 申請號: 202011235608.4
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112324735B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 陳立娟;彭澤欽;高偉;艾超;俞奇;張蘇南
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: F15B13/044
• 分類號: F15B13/044;F15B13/16
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

1.一種高頻響伺服比例閥位置控制方法，基于比例閥位置控制系統，比例閥位置控制系統包括六個部分，分別為位移跟隨部分、速度跟隨部分、前饋部分、微分先行部分、電流給定部分以及電流環部分，其特征在于，高低頻信號分別由不同的部分進行控制：

當給定的是低頻信號時，位移給定信號通過與閥芯位移反饋信號相比較得到位置偏差，根據位置偏差范圍分為三段，分別對每一段位置偏差進行位置PID控制器參數整定；此時比例電磁鐵的輸入電流由位移跟隨部分輸出值決定；

當給定的是高頻信號時，位移跟隨部分不起作用，此時比例電磁鐵的輸入電流由速度跟隨部分、前饋部分以及微分先行部分的輸出值決定；

其中前饋部分的輸出值為：上位機發送的位移給定信號經過低通濾波和微分后為速度前饋環節，再經過一個微分環節得到加速度前饋環節；微分先行部分的輸出值為：首先，通過低通濾波環節對閥芯LVDT采集的閥芯位移進行處理，然后再經過微分后為速度反饋環節，再經過一個微分環節得到加速度反饋環節；速度跟隨部分的輸出值：上位機發送的位移給定信號經過低通濾波環節和微分環節得到速度給定信號，速度給定信號與速度反饋信號作偏差，將此偏差進行速度跟隨部分的PID控制器整定，得到速度跟隨部分的輸出；

位移跟隨部分包括位移給定信號環節、閥芯LVDT環節、位移反饋環節、分段PID控制器環節；

速度跟隨部分包括速度給定環節、速度反饋環節、PID控制器環節；

前饋部分包括速度前饋環節、微分環節、加速度前饋環節；

微分先行部分包括微分環節、速度反饋環節、加速度反饋環節；

電流給定部分包括電流限幅環節、比例電磁鐵系數環節、顫振信號環節；

電流環部分包括反饋電流環節、PID控制器環節、功放電路環節。

2.如權利要求1所述的比例閥位置控制方法，其特征在于，位移跟隨部分的輸出、速度跟隨部分的輸出、前饋部分的輸出及微分先行部分的輸出同時作為電流給定部分的輸入，電流給定部分的輸出經過電流環部分整定后作為比例電磁鐵的輸入。

3.如權利要求1所述的比例閥位置控制方法，其特征在于，比例閥為單電磁鐵驅動帶閥芯位移反饋的直動式電液比例閥。

4.如權利要求1所述的比例閥位置控制方法，其特征在于，高頻響伺服比例閥由閥體、位置控制器和上位機組成；閥體包括單比例電磁鐵、閥芯及閥套。

5.如權利要求4所述的比例閥位置控制方法，其特征在于，上位機給定的位置指令、位移傳感器采集的閥芯位移輸入到位置控制器中，通過高精度控制算法得出目標閥芯位移對應的電流值，然后將該電流值作用到比例電磁鐵線圈上產生電磁推力，與彈簧力、液動力和摩擦力共同作用于閥芯，實現對閥芯位置的控制；當閥芯位置的控制性能沒達到要求時，通過上位機對控制器參數進行調整，將調整后的控制器參數重新輸入到位置控制器中。