[发明专利]一种基于液力加载装置的扭矩控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于液力加载装置的扭矩控制方法及系统，该方法是通过扭矩反馈，闭环控制流体对运动物体的阻力来形成液力加载装置所需的扭矩负载，可以解决液力加载装置在加载过程中对加载扭矩精确控制的问题。本发明的方法及系统以液力加载装置工作时产生的流体阻力作为控制量，比例溢流阀的工作参数作为调节量，通过PID调节器计算出控制量参数，实时调整液力加载装置液压腔内的油液压力，实现对流体阻力的控制,从而在液压加载装置的输出端得到准确的扭矩输出值。

技术领域

本发明属于工程流体力学应用的技术领域，提供一种基于液力加载装置的扭矩控制方法。

背景技术

运动的物体在流体内有相对运动时，物体会受到流体的阻力，该阻力的大小与流体密度、流体的粘滞性、流体速度变化梯度、接触面积、接触面的表面粗糙度等多种因素有关。流体阻力的产生原因多样，不能通过常规、有效的手段来获得流体阻力的各种控制方法和参数，并且没有合适准确的计算公式，传统控制方法大都依靠以往经验或现场调试来完成，不能实现扭矩精确控制。

传统的方法对于流体阻力不能做到精确的控制；

当物体运动的速度和流体的温度发生改变时，流体阻力也会发生相应变化，传统的控制方法由于没有形成闭环，不能实现自动补偿。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于液力加载装置的扭矩控制方法，该方法是通过扭矩反馈，闭环控制流体对运动物体的阻力(简称流体阻力)来形成液力加载装置所需的扭矩负载，可以解决液力加载装置在加载过程中对加载扭矩精确控制的问题。

液力加载装置在加载试验过程中采用本方法可形成扭矩闭环，动态控制液压腔内流体高度和压力从而改变流体阻力，快速形成一个准确、稳定的扭矩负载，满足了液力加载装置在加载试验中扭矩精确变化的要求。

与传统方法相比，本发明同时还具有的优越性是：避免了具体的公式计算，逻辑简单、易于实现；扭矩的闭环控制，保证模拟出的扭矩负载准确、稳定，保证了液压加载装置在加载试验中采集的数据准确。

本发明提出的技术方案为：一种基于液力加载装置的扭矩控制方法，其特征在于，该方法包括如下内容：液力加载装置工作时，扭矩控制值和传动轴上的扭矩传感器值比较作为输入，通过PID调节器实时得出液压腔的流体阻力控制量参数，控制液压腔出口的比例溢流阀的工作参数，实时调整液力加载装置液压腔内的油液压力，用于对液压加载装置液压腔流体阻力的控制,在液压加载装置的输出端得到扭矩控制值；其中，液力加载装置包括传动轴和齿轮，传动轴带动齿轮在油液液压腔中转动；油液的液压腔出口具有比例溢流阀，比例溢流阀能够调节液压腔的出油口的开口大小，齿轮在液压腔中转动产生流体阻力，传动轴上具有扭矩传感器。

一种基于液力加载装置的扭矩控制系统，其特征在于，包括液力加载装置和PID调节器，液力加载装置包括传动轴和齿轮，传动轴带动齿轮在油液中转动；油液的压力腔出口具有比例溢流阀，比例溢流阀能够调节油液的压力腔的出油口的开口大小，液力加载装置的传动轴转动，则齿轮在油液中转动产生流体阻力，传动轴上具有扭矩传感器；扭矩控制值和传动轴上的扭矩传感器值比较作为PID调节器输入，通过PID调节器实时得到液压腔出口的比例溢流阀的工作参数，实时调整液力加载装置液压腔内的油液压力，用于对液压加载装置液压腔流体阻力的控制,在液压加载装置的输出端得到的扭矩控制值。

一种基于液力加载装置的扭矩控制方法，其特征在于，该方法包括如下内容：

S1：确定需要得到的扭矩大小为扭矩M1；

S2：根据扭矩传感器的产生扭矩反馈信号为扭矩M2，与扭矩M1比较得到扭矩差值ΔM；采用PID调节器，使扭矩M2与扭矩M1的扭矩差值ΔM差值为零时，得到比例溢流阀的表示溢流阀开口大小的工作参数；