[发明专利]异构多阀并联驱动电液伺服系统及控制方法

权利要求书

1.一种异构多阀并联驱动电液伺服系统的控制方法，其特征在于，所述异构多阀并联驱动电液伺服系统包括柱塞泵，所述柱塞泵进油口连接油箱，所述柱塞泵出油口通过单向阀后通过支路连通并联的各个伺服阀和比例阀，各个伺服阀和比例阀的回油口通过管路与油箱连通，各个伺服阀和比例阀的出油口通过管路与液压缸连通，所述液压缸的活塞杆信号连接位移传感器，所述位移传感器与控制器的输入端信号连接，所述控制器的输出端与各个比例阀和伺服阀信号连接；

该系统的控制方法包括以下步骤：

一、控制器根据系统的工作时间T计算得到当前液压缸的目标位移x_d，并对x_d求一阶导数二阶导数和三阶导数位移传感器R采集当前时刻的实际位移x_p，对比实际位移x_p和目标位移x_d，得到位移偏差e，并对e求一阶导数二阶导数三阶导数

二、根据得到的目标位移和位移偏差及导数计算得到驱动液压缸运动的总流量Q_y(T)，计算公式如下：

其中，d_y、M_y、B_y、D_y和C_y均为液压系统通过数学模型得出的自适应可调参数；

三、以步骤二得到的驱动液压缸运动的总流量作为初始剩余总流量，初始剩余总流量Q_yi(T)＝Q_y(T)；

四、将剩余总流量根据各个比例阀的工作优先级依次分配各比例阀的流量，根据分配的流量得到当前控制周期内比例阀的控制电压，具体如下：

当Q_yi(T)＞f_i(U_pi(T-t)+ΔU_pi)时，比例阀P_i的控制电压置为U_pi(T)＝U_pi(T-t)+ΔU_pi；

当Q_yi(T)＜f_i(U_pi(T-t)-ΔU_pi)时，比例阀P_i的控制电压置为U_pi(T)＝U_pi(T-t)-ΔU_pi；

当f_i(U_pi(T-t)-ΔU_pi)≤Q_yi(T)≤f_i(U_pi(T-t)+ΔU_pi)时，Q_yi(T)＞0则比例阀P_i的控制电压置为Q_yi(T)＜0则控制电压置为

其中，表示每控制周期控制电压的最大增量，U_pimax表示比例阀P_i的最大输出电压，T_pi表示比例阀P_i阀芯响应时间，D_i表示比例阀P_i的死区，K_pi表示比例阀P_i的增益，t表示控制周期，f_i(U_pi(T-t)+ΔU_pi)表示当前控制周期比例阀输出的最大流量f_i(U_pi(T-t)-ΔU_pi)表示当前控制周期比例阀输出的最小流量，U_pi(T-t)表示上个控制周期比例阀输出的电压；

五、分配完各个比例阀的流量后的剩余流量根据伺服阀的工作优先级依次分配各个伺服阀的流量，根据分配的流量得到当前控制周期内伺服阀的控制电压，具体如下：

当g_i(U_si(T-t)-ΔU_si)≤Q_yi(T)≤g_i(U_si(T-t)+ΔU_si)时，伺服阀S_i的控制电压置为U_si(T)＝U_si(T-t)+ΔU_si；

当Q_yi(T)＜g_i(U_si(T-t)-ΔU_si)时，伺服阀S_i的控制电压置为U_si(T)＝U_si(T-t)-ΔU_si；

当g_i(U_si(T-t)-ΔU_si)≤Q_yi(T)≤g_i(U_si(T-t)+ΔU_si)时，伺服阀S_i的控制电压置为

其中，S_i的电压值增量U_simax为伺服阀S_i的最大输出电压，T_si伺服阀S_i阀芯响应时间，g_i(U_si(T-t)+ΔU_si)表示当前控制周期伺服阀可以输出流量的最大值，g_i(U_si(T-t)-ΔU_si)表示当前控制周期伺服阀可以输出流量的最小值，U_si(T-t)表示上个控制周期伺服阀的输出电压；

六、工作时间T＜T_max0时，进行下一个控制周期的控制，对自适应可调参数进行更新，然后重复步骤一至五，直到T≥T_max0，系统停止控制，其中自适应可调参数进行更新具体为：

自适应可调参数M_y根据公式进行更新，当更新值M_y＞M_ymax时，M_y＝M_ymax；当更新值M_y＜M_ymin时，M_y＝M_ymin；

自适应可调参数B_y根据公式进行更新，当更新值B_y＞B_ymax时，B_y＝B_ymax；当更新值B_y＜B_ymin时，B_y＝B_ymin；

自适应可调参数C_y根据公式进行更新，当更新值C_y＞C_ymax时，C_y＝C_ymax；当更新值C_y＜C_ymin时，C_y＝C_ymin；

自适应可调参数D_y根据公式进行更新，当更新值D_y＞D_ymax时，D_y＝D_ymax；当更新值D_y＜D_ymin时，D_y＝D_ymin；

自适应可调参数d_y根据公式进行更新，当更新值d_y＞d_ymax时，d_y＝d_ymax；当更新值d_y＜d_ymin时，d_y＝d_ymin；

其中，M_ymin、M_ymax分别为M_y的最小值与最大值，B_ymin、B_ymax分别为B_y的最小值与最大值，C_ymin、C_ymax分别为C_y的最小值与最大值，D_ymin、D_ymax分别为D_y的最小值与最大值，d_ymin、d_ymax分别为d_y的最小值与最大值，λ为系统增益。