[發(fā)明專利]一種基于模糊控制理論的高升率水錘波發(fā)生器及其工作方法

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• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112664516A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭克偉;李志鵬;魯小強;黃世朋;王永勝;王永芝;沈博;張磊;葛賽
• 申請（專利權(quán)）人: 河南航天液壓氣動技術(shù)有限公司
• 主分類號: F15B21/12
• 分類號: F15B21/12;F15B19/00
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 喬玉萍

1.一種基于模糊控制理論的高升率水錘波發(fā)生器，其特征在于，包括液壓泵(1)，液壓泵(1)依次通過過濾器(2)和第一單向閥(4)與液壓脈沖發(fā)生裝置相連通且第一單向閥(4)與液壓脈沖發(fā)生裝置之間設(shè)置有蓄能裝置，液壓脈沖發(fā)生裝置與增壓器(11)相連通，增壓器(11)通過第二單向閥(12)與補油管路相連通；所述液壓脈沖發(fā)生裝置與上位機相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊控制理論的高升率水錘波發(fā)生器，其特征在于，所述液壓脈沖發(fā)生裝置包括伺服閥(9)、旁通閥(8)和換向閥(10)，液壓泵(1)依次通過過濾器(2)和第一單向閥(4)分別與旁通閥(8)和伺服閥(9)的進(jìn)油口相連通，旁通閥(8)和伺服閥(9)的出油口均與換向閥(10)的進(jìn)油口相連通，換向閥(10)的出油口與增壓器(11)相連通，伺服閥(9)的回油口和換向閥(10)的回油口均與回油管路相連通，回油管路通過回油閥(13)分別與溢流閥(3)和油源相連通，溢流閥(3)分別與過濾器(2)和第一單向閥(4)相連通；所述旁通閥(8)、伺服閥(9)和換向閥(10)均與上位機相連接；所述第一單向閥(4)與旁通閥(8)和伺服閥(9)之間設(shè)置有蓄能裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于模糊控制理論的高升率水錘波發(fā)生器，其特征在于，所述蓄能裝置包括蓄能器組(5)，蓄能器組(5)一側(cè)設(shè)置有壓力表(7)，蓄能器組(5)分別與旁通閥(8)、伺服閥(9)的進(jìn)油口、放油閥(6)和第一單向閥(4)相連通，放油閥(6)分別與第一單向閥(4)、旁通閥(8)和伺服閥(9)的進(jìn)油口相連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模糊控制理論的高升率水錘波發(fā)生器的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、首先通過液壓泵(1)引入液壓油依次通過過濾器(2)和第一單向閥(4)送入到液壓脈沖發(fā)生裝置中，液壓脈沖發(fā)生裝置將液壓油送入增壓器(11)中，增壓器(11)活塞動作將液壓油送入被測試工件，在試驗過程中通過補油管路向增壓器(11)內(nèi)補油；

S2、在脈沖曲線的工作壓力穩(wěn)定段和反壓段，油源將液壓能儲入蓄能器組(5)中；在上升段，蓄能器組(5)向液壓脈沖發(fā)生裝置釋放儲存的液壓能，使液壓脈沖發(fā)生裝置產(chǎn)生所需要的上升斜率和峰值，同時上位機通過控制液壓脈沖發(fā)生裝置中旁通閥(8)、伺服閥(9)和換向閥(10)節(jié)流開口大小控制波形的上升斜率和峰值；

S3、根據(jù)步驟S2，當(dāng)試驗需要的壓力上升速率不高、伺服閥的流量控制能夠滿足試驗上升斜率和峰值需要時，通過上位機控制換向閥(10)處于左位使管路處于連通狀態(tài)，隨后通過上位機調(diào)節(jié)伺服閥(9)節(jié)流開口大小來控制波形的上升斜率和峰值；

S4，根據(jù)步驟S2，當(dāng)試驗需要的壓力上升速率較高、伺服閥(9)的流量控制無法滿足上升斜率和峰值的需要時，首先通過上位機控制旁通閥(8)打開，伺服閥(9)關(guān)閉，隨后控制換向閥(10)動作，觀察壓力上升速率和峰值情況，反復(fù)調(diào)節(jié)伺服閥(9)節(jié)流開口大小直至伺服閥(9)流量滿足試驗上升斜率和峰值的需要時，固定伺服閥(9)節(jié)流開口大小，最后通過調(diào)節(jié)換向閥(10)的簡單開閉實現(xiàn)波形的上升斜率和峰值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模糊控制理論的高升率水錘波發(fā)生器的工作方法，其特征在于，所述補油回路的能力不小于增壓器(11)高壓端瞬時補油流量Q_Hb以及補油量ΔV_Hb的最小值，V表示為被測試工件容積，dp/dt表示為壓力變化速率，E表示為油液彈性模量；Δp表示壓差；蓄能器組(5)的能力不小于增壓器(11)低壓端瞬時補油流量Q_Lb以及補油量ΔV_Lb的最小值，液壓泵(1)提供不小于增壓器(11)低壓端瞬時補油流量Q_Lb的能力，Q_Lb＝a×Q_Hb，a表示為增壓比；ΔV_Lb＝a×ΔV_Hb，ΔV_Hb表示為增壓器(11)高壓端補油量。