[发明专利]异构多阀并联驱动电液伺服系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种异构多阀并联驱动电液伺服系统及控制方法，包括柱塞泵，柱塞泵通过多个并联的各个伺服阀和比例阀与液压缸连通，液压缸的活塞杆信号连接位移传感器，位移传感器与控制器的输入端信号连接，控制器的输出端与各个比例阀和伺服阀信号连接，控制器根据油量剩余总量按照比例阀和伺服阀的工作优先级进行分配，根据分配的油量设置控制电压。本发明通过通过多阀并联协调控制方法弥补了比例阀存在的死区和响应速度慢等问题，在满足高精度、快响应、大流量等性能的同时，还通过异构多阀的并联结构节约了成本，并通过自适应鲁棒算法解决了存在的自适应可调参数和外部干扰等问题。

技术领域

本发明涉及电液伺服系统及控制，具体涉及一种异构多阀并联驱动电液伺服系统及控制方法。

背景技术

电液伺服在工业生产中应用广泛，随着技术的进步，对电液伺服系统的流量、响应速度性能要求也越来越高，因此大流量、高精度电液伺服阀应运而生。但是大流量电液伺服阀的低速性能不理想，而且成本较高。为了节约成本并满足高精度控制要求，使用多个伺服阀/比例阀并联控制的方案具有一定理论和实现意义。

中国专利CN201210467404.2的专利公开了“一种液压并联式速度换接回路连接方法”该方法通过并联两个调速阀，通过调速阀实现两次进给速度的切换回路，通过该方法使系统的位置控制精度得到了提高。其次中国专利申请号为CN200820087129.0的专利公开了“基于并联型先导级的大流量高频响电液伺服阀”，该专利提出一种并联多个小流量的伺服阀等效为大流量伺服阀的方法，随后通过同步控制控制算法实现各个伺服阀输出流量的同步，该方法有效提高了系统的响应精度和流量。

虽然上述方法都改进了电液伺服系统的控制精度与响应速度，但由于都是采用相同的阀进行并联，因此在控制的时候通常采用同步控制方法，而同步控制要求系统中各个阀的性能指标尽量一致，因此会导致系统的成本上升、可靠性降低。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种异构多阀并联驱动电液伺服系统及控制方法，解决现有多阀并联系统中同步控制对阀的性能指标要求高，可靠性低，成本高的问题。

技术方案：本发明所述的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。

其中，所述柱塞泵电连接三相电机，所述三相电机控制柱塞泵工作。

为保证主回油管路上的管道压力，所述单向阀通过回油支路连通油箱，所述回油支路上设置有溢流阀和滤油器。

本发明所述的异构多阀并联驱动电液伺服系统的控制方法，包括以下步骤：

(1)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

(2)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；

(3)以步骤(2)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)；