[发明专利]一种线性持续静力加载控制方法

说明书

本发明公开了一种线性持续静力加载控制方法，用于非线性无积分环节液压加载系统，包括精确线性持续静力加载控制方法、提高静力加载过程线性度的方法与实现静力加载过程中持续加载的方法。本发明的线性持续静力加载控制方法，适用于小型高压液压腔无主动蓄压功能液压装置的精确线性持续静力加载要求，也同样适用于其他非线性或无积分环节液压装置的精确线性持续静力加载要求，主要目的是解决现有以负荷为控制量、以比例溢流阀为执行元件的负荷开环控制过程中存在静力无法精确线性加载的问题，以及解决现有以负荷为控制量、以比例溢流阀为执行元件、以实时负荷为反馈量的负荷闭环控制过程中存在负荷值震荡而无法持续静力加载的问题。

技术领域

本发明涉及控制算法技术领域，特别涉及一种线性持续静力加载控制方法。

背景技术

一些材料的研究过程中需评价其静力强度水平，因此，需研究一台应用于材料强度测试的科研试验仪器。

液压机是提供大吨位、精密型、高惯性、连续型、强稳定性力最常用的装置，是安全型、大吨位、超精密型静力加载装置常用的加载驱动方式。相比于材料成形应用的液压机，用于科研测试仪器使用的静力模拟设备液压加载系统一般要求性能精密、功能简单、体积紧凑等特点。

目前研制的一台应用于材料静力强度测试的静力加载模拟设备，以比例溢流阀为被控元件，以比例溢流阀开度为被控执行元件的控制量，其液压力输出系统无积分环节、且非线性。控制方法上，若采用以比例溢流阀开度为执行元件的纯开环控制算法，虽解决了加载过程无震荡、可持续加载的问题，但无法解决加载过程中精确线性加载的问题；若采用以静力载荷为控制量、比例溢流阀开度为执行元件的闭环控制算法，虽解决了线性加载的问题，但无法解决加载过程震荡、可持续静力加载的问题，无法满足静力模拟加载设备对材料力学性能检测的要求。

因此，需发明一种针对非线性无积分环节液压加载系统的精确线性持续静力加载控制方法，满足小型高压液压腔无主动蓄压功能的无积分液压系统的精确线性持续静力加载功能。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种线性持续静力加载控制方法，适用于小型高压液压腔无主动蓄压功能液压装置的精确线性持续静力加载要求，也同样适用于其他非线性或无积分环节液压装置的精确线性持续静力加载要求，主要目的是解决现有以负荷为控制量、以比例溢流阀为执行元件的负荷开环控制过程中存在无法精确线性静力加载的问题，以及解决现有以负荷为控制量、以比例溢流阀为执行元件、以实时负荷为反馈量的负荷闭环控制过程中存在负荷值震荡而无法持续静力加载的问题，满足非线性、无积分环节的液压加载系统对于载荷的精确线性持续静力加载控制要求，包括了：精确线性持续静力加载控制总体方法、提高加载过程线性度的方法与实现加载过程中持续静力加载的方法。

其中，本技术方案中所述的无主动蓄压是指：液压系统液控部件与油缸等组成的高压腔体的压力无法通过单向阀、液控单向阀或者插装阀等反向截止压力保载元件进行保载，只能通过液压回路上的比例压力阀进行保载。在控制理论上，该系统也称为无积分环节系统。

对于本领域技术人员而言，可以明确知晓的是，为了顺利实施本发明，需要至少具备如下技术条件：

首先，本发明的线性持续静力加载控制方法是基于以液压泵为液压动力、以液压油缸为液压能输出元件、以比例溢流阀为加载力控制执行元件、以比例流量阀为加载过程位移控制元件的液压力加载系统，其中，精确线性持续加载控制总体方法的具体控制为：

1)静力加载全过程中比例流量阀开度为固定值，该开度值需确保静力加载过程中比例流量阀进口与出口无压力差；