[发明专利]用于半有源降低液压系统内压缩振荡的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于半有源降低铁材、钢材或铝材的冷轧或热轧机或带材处理设备的液压系统内的压缩振荡的方法和装置。

背景技术

公知液压系统内周期性出现的压缩振荡引发各种问题，例如过度的噪声形成、部件的使用寿命下降、调节回路的干扰等。压缩振荡要么在液压系统本身内产生，例如由于泵输送量的不均匀性或由于阀门的致动等，要么是外部原因造成，例如由于液压缸或液压马达周期性的负荷变化。此外公知特别是在例如由高动力连续液压阀(例如电气致动比例阀或伺服阀)和液压缸或液压马达组成的高动力液压系统中，导致液压系统内很强的压缩振荡。

情况表明，现代化的轧机或带材处理设备的液压系统中-例如液压的轧辊调整中-也会出现很强的压缩振荡，这导致降低部件的使用寿命，但也会导致轧机的机架的严重损坏和/或轧件报废。这一点主要是由此造成，即一方面-由于较高的轧制力或速度造成-使用反应越来越快的液压系统(更高的动力)和另一方面-由于对反应时间和经济性的更高要求造成-液压系统内的阻尼(例如缸密封件内的粘性阻尼)降低。

DE 4 302 977A1公开了一种用于有源抑制液压机组内压缩振荡的装置，该装置具有压力传感器、带所分配的放大器的调节装置和体积补偿器。所要实施方法的具体规程或者说所述装置在轧机或者说带材处理设备的液压系统中的有利应用的进一步提示在该公开文献中未能找到。

由于现代化的液压系统内所要抑制的压缩振荡和高频率和高压力，特别是对有源振荡补偿系统的促动器提出非常高的要求。这一点导致促动器不再紧凑(特别是具有大的体积)和由于对功率密度的高要求而只能使用更加高级和昂贵的促动器。有源振荡补偿系统的另一个缺点是，通过促动器附加向液压系统内投入能源，这一点原则上使总系统的稳定性变差和特别是在调节器未精确调整时甚至会导致系统性能恶化(也就是说，此外压缩振荡的振幅不降反升)。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种半有源降低冷轧机或热轧机或者说带材处理设备的液压系统内压缩振荡的方法和装置，利用该方法借助一种简单和成本低廉的装置可以有效降低出现的压缩振荡。

该目的通过一种开头所称类型的方法得以实现，所述方法包括以所称顺序的下列方法步骤：

a)通过持续测量液压系统内的压力借助压力传感器检测压力信号；

b)测定压力信号的交流分量；

c)在考虑到交流分量的情况下利用调节器实时测定至少一个时间上变化的调节变量；

d)给至少一个促动器施加调节变量，其中，促动器改变与液压系统连接的减振器的固有频率并由此降低液压系统内压缩振荡的振幅。

在这种情况下，压力信号借助压力传感器(例如利用压电的、压电电阻的或由DMS(电阻应变片)构成的测量单元中)通过持续测量例如轧机设备的轧机机架的液压系统内的压力检测。液压系统是指液压设备液压上相互连接的一部分(典型的是液压回路或者说液压轴)，例如液压阀与包括液压管道或者说软管的液压缸之间的区域。随后从压力信号中测定交流分量，也就是说，去除压力信号的直流分量并输送到调节器。交流分量的测定可以要么通过电子滤波组件，要么通过数字滤波器进行(例如直流分量的去除借助由压缩振荡的n个测量值(滤波级n)组成的观察窗英语“sliding window”进行)；不言而喻，DC分量的去除也可以首先在调节器的算法中进行；作为选择，交流分量的测定也可以借助压电压力传感器和要么后置于压力传感器连接的要么集成到压力传感器中的电荷放大器进行。调节器在考虑到压力信号的交流分量的情况下实时测定用于给至少一个促动器加载的至少一个时间上变化的调节变量，由此改变与液压系统连接的减振器的固有频率。在本申请中，减振器是指用于减振本身无源的部件，例如λ/4谐振器(英语“side branch resonator”)、Helmholtz谐振器等。“半有源降低压缩振荡”是指借助无源的减振器削弱液压系统内压缩振荡的振幅，其中，无源减振器的固有频率借助促动器改变。可以特别强列地降低压缩振荡振幅的是，通过促动器有针对性加载调节变量这样改变减振器的固有频率，使减振器的固有频率与压缩振荡的频率相一致。调节变量信号从调节器向促动器的传送可以有线或无线(例如通过无线电)进行。