[發明專利]一種負載口獨立液壓系統的非線性流量建模與補償方法

有效

• 申請號: 202110090091.2
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112925355B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 陳正;李琛;姚斌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D7/06
• 分類號: G05D7/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種負載口獨立液壓系統的非線性流量建模與補償方法，其特征在于：方法包括以下步驟：

(1)初始化實時信號采樣周期T，初始化系統參數；

(2)根據負載口獨立液壓控制系統中的傳感系統，采集液壓油缸的兩腔壓力、液壓泵(7)出口的壓力、負載的運行位移和速度；

(3)建立比例控制閥的比例閥模型；

比例閥模型用以下公式表示：

A_ri＝[A_i1，A_i2，...，A_ij，...，A_in]^T

U_ri＝[(u_vi-Δu_vdi)，(u_vi-Δu_vdi)²，...，(u_vi-Δu_vdi)ⁿ]^T

其中，Q_viN表示第i個比例控制閥的名義流量，A_ri表示第i個比例控制閥的擬合系數組成的向量，U_ri表示施加在第i個比例控制閥上的實際輸入電壓的階次遞增的向量，u_vi表示施加在第i個比例控制閥上的實際輸入電壓，Δu_vdi表示第i個比例控制閥的死區閾值，ΔP_vi表示第i個比例控制閥兩側的壓降，k_li表示第i個比例控制閥的泄漏系數；A_ij表示第i個比例控制閥的j階擬合系數；n表示階次總數量，T表示矩陣裝置；

(4)根據比例控制閥的比例閥模型建立負載口獨立液壓控制系統的辨識用液壓系統模型；

辨識用液壓系統模型表示為：

式中，F_L表示作用在活塞及負載上的作用力，F_n表施加在負載上的外干擾力，B表示負載移動的粘滯摩擦力系數，A_f表示液壓油缸的活塞和負載形成整體移動的庫倫摩擦力系數，S_f表示符號函數；x_L為負載的位移，和為負載的速度和加速度，V₁和V₂分別為液壓油缸中無桿腔和有桿腔對應的有效容腔體積，表示液壓油缸中無桿腔壓力對時間的導數，表示液壓油缸中有桿腔壓力對時間的導數，β_e表示液壓油的體積彈性模量；ΔQ_1n和ΔQ_2n分別表示無桿腔流量集總誤差名義值和有桿腔流量集總誤差名義值，A₁為無桿腔的截面積，A₂為有桿腔的截面積，Q_viN表示第i個比例控制閥的名義流量，表示液壓油缸中有桿腔壓力對時間的導數；

(5)將前面步驟獲得的有效系統信號輸入辨識用液壓系統模型中，對辨識用液壓系統模型采用最小二乘算法，實時辨識獲得系統參數以及無桿腔流量集總誤差名義值參數ΔQ_1n和有桿腔流量集總誤差名義值ΔQ_2n；

(6)最后根據系統參數以及無桿腔流量集總誤差名義值ΔQ_1n和有桿腔流量集總誤差名義值ΔQ_2n處理獲得負載口獨立液壓系統中比例控制閥的補償量進而進行補償控制。

2.根據權利要求1所述的一種負載口獨立液壓系統的非線性流量建模與補償方法，其特征在于：

所述作用在活塞及負載上的作用力F_L是根據液壓油缸無桿腔和有桿腔兩腔的壓力P₁、P₂和液壓油缸直徑D、活塞桿直徑d，按照以下公式計算獲得：

F_L＝P₁A₁-P₂A₂

其中，P₁為無桿腔的壓力大小，P₂為有桿腔的壓力大小。