[发明专利]双阀控缸带负载力控补偿协同装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种双阀控缸带负载力控补偿协同装置及其控制方法，主要由液压缸、活塞杆、质量块、伺服阀、油箱、力传感器、控制单元、阻尼器、弹簧等组成。油泵在向伺服阀供油时，控制单元通过控制伺服阀流向液压缸的流量推动质量块，力传感器检测液压缸第一活塞杆和第二活塞杆的力的大小，将检测结果分别发送到电脑得到力的差值，根据第一活塞杆和第二活塞杆的力之差值分别对第一伺服阀的输油管道的流量和第二伺服阀的输油管道的流量进行一次或者多次调节，直到第一活塞杆和第二活塞杆的力的差值为零为止，本发明可实现液压双缸伺服系统的同步运动，提高同步精度和响应速度，增强安全性和可靠性。

所属技术领域

本发明涉及一种双阀控缸带负载力控补偿协同装置及其控制方法，属于液压控制技术领域。

背景技术

由于阀控缸的功率体积比大、快速性好系统响应快、控制精度高等明显优势，使得电阀控缸系统在重工业及大负载驱动场合得到了广泛使用。但是随着液压伺服驱动系统的负载质量不断增加，使得普遍采用双缸驱动负载，而同步精度变成了一个必须要考虑的问题。双缸在起竖过程中要做到同时升起或者同时回落，必须要保持其平稳性。而此过程会有同步误差的存在，如果在油缸供油无法达到其同步精度会导致严重的安全事故。

目前广泛采用的是同步纠偏系统，大多为流量的同步纠偏控制。虽然其具有造价低，控制简单，结构简易的特点被广泛认可，但是控制过程中响应速度慢，控制精度不高的缺陷，在大负载，同步响应快，调度频繁的应用场合中，适应能力较差。其纠偏系统的精度会大大降低，无法达到同步精度高要求。

发明内容

本发明提出一种双阀控缸带负载力控补偿协同装置及其控制方法，此控制方法在液压控制系统输出力与位移中的相互补偿，提高了同步精度，提高了液压系统的安全性和可靠性。此方法属于控制器内部结构性变化，能有效提高其控制效果。并且克服了液压同步纠偏系统响应速度慢，同步精度不高的缺陷。

本发明的基本技术方案为：一种双阀控缸带负载力控补偿协同装置，主要由液压缸、活塞杆、质量块、伺服阀、油箱、力传感器、控制单元、阻尼器、弹簧组成；油泵的吸油端接入油箱，油泵出油口的一端连接有用于测定油泵出油口压力的压力表，并且还设定有溢流阀，溢流阀的出油口连接油箱，油泵出油口的另一端将油箱中油压进第一伺服阀和第二伺服阀的进油口，第一伺服阀的两个输油口分别接入到第一液压缸活塞两侧的两个油腔，第一伺服阀的两个输油管道由第一控制单元控制其流量，第一伺服阀的回油口接入到油箱中；第二伺服阀的两个输油口分别接入到第二液压缸活塞两侧的两个油腔，第二伺服阀的两个输油管道由第二控制单元控制其流量，第二伺服阀的回油口接入到油箱中；第一液压缸的活塞固定连接第一活塞杆以带动第一活塞杆做活塞运动，并推动质量块；第二液压缸的活塞固定连接第二活塞杆以带动第二活塞杆做活塞运动，并推动质量块；在质量块的一端有外干扰力，阻尼器，弹簧与之相连，质量块的另一端则通过力传感器检测液压缸第一活塞杆和第二活塞杆推动质量块的力的大小，将检测结果分别经过AD转换器发送到电脑，经过电脑的计算得到力的差值，并将电脑计算的力的差值经过DA转化器发送给第一和第二控制单元，第一和第二控制单元根据第一活塞杆和第二活塞杆的力的差值分别对第一伺服阀的输油管道的流量和第二伺服阀的输油管道的流量进行一次或者多次调节，直到第一活塞杆和第二活塞杆的力的差值为零为止；

第一控制单元和第二控制单元通过设计控制器的方式实现对第一伺服阀和第二伺服阀的输油管道的油量控制，通过以下5个公式可以实现对伺服阀输入电流的相应调节，直到第一活塞杆和第二活塞杆推动质量块的力的差值为零为止；其中公式如下：

第一公式X_v＝K_xvΔi

第二公式Q_l＝K_qX_v-K_cP_l

第三公式

第四公式

第五公式