[发明专利]双变量电动静液作动器的智能控制系统和方法

权利要求书

1.一种双变量电动静液作动器的智能控制方法，其特征在于：方法采用以下控制系统，主要由控制器(1)、变量调节机构(2)、功率驱动单元(3)、无刷直流主驱动电机(4)、直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)、单向阀(6)、蓄能器式增压油箱(7)、安全阀(8)、阻尼旁通阀(9)、作动筒(10)、霍尔速度传感器(12)、角度传感器(13)、压力传感器(14)、LVDT位移传感器(15)和梭阀(17)组成；控制器(1)经功率驱动单元和无刷直流主驱动电机(4)电连接，无刷直流主驱动电机(4)的输出轴和直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)的输入轴同轴连接，直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)的进出油口分别和作动筒(10)的有杆腔、无杆腔连接，作动筒(10)的活塞杆和负载(16)固接，直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)的C口经单向阀(6)后分别连接到作动筒(10)的有杆腔、无杆腔，作动筒(10)的有杆腔和无杆腔之间连接有安全阀(8)、阻尼旁通阀(9)和梭阀(17)，阻尼旁通阀(9)的电控制端和控制器(1)连接，梭阀(17)的控制油口和变量调节机构(2)连接，直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)中的斜盘和变量调节机构(2)连接；

所述的变量调节机构(2)主要由三通比例减压阀(18)、控制活塞(19)和蓄能器式增压油箱(7)构成，三通比例减压阀(18)的进油口和梭阀(17)的控制油口连接，三通比例减压阀(18)的回油口和控制活塞(19)一端的活动腔一起连通到蓄能器式增压油箱(7)，三通比例减压阀(18)的油口输出端和控制活塞(19)另一端的活动腔连接，三通比例减压阀(18)的电控制端和控制器(1)连接，控制活塞(19)端部和直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)的斜盘固定连接；作动筒(10)的活塞杆上安装有LVDT位移传感器(15)，作动筒(10)的有杆腔和无杆腔分别与直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)的进出油口之间的管路均安装有压力传感器(14)，直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)的斜盘上安装有角度传感器(13)，无刷直流主驱动电机(4)上安装有霍尔速度传感器(12)，霍尔速度传感器(12)、角度传感器(13)、压力传感器(14)、LVDT位移传感器(15)均电连接到控制器(1)；

所述的控制器(1)根据所需控制位移量实时产生倾角模糊控制信号和转速控制信号；倾角模糊控制信号发送到变量调节机构(2)的三通比例减压阀(18)，进而由三通比例减压阀(18)控制控制活塞(19)带动直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)的斜盘运动所需位置，进而调节直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)的工作排量；转速控制信号发送到功率驱动单元，进而由功率驱动单元控制无刷直流主驱动电机(4)按照所需转速旋转，进而调节直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)的工作转速；直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)受工作转速和斜盘倾角的控制后，输出流量到作动筒(10)，带动作动筒(10)中的活塞杆按照所需控制位移量移动，输出到负载(16)；

倾角模糊控制信号按照以下控制方法处理获得：

S1、LVDT位移传感器(15)测量作动筒(10)的活塞杆的实际位移，控制器(1)将所需控制位移量和LVDT位移传感器(15)测量获得的实际位移做差作为位移跟随误差；并且，第一压力传感器(14.1)和第二压力传感器(14.2)实时测量作动筒(10)的无杆腔和有杆腔所在油路中的油压，并且做差作为外部负载压力；

S2、将外部负载压力与位移跟随误差进行模糊化处理；

S3、然后根据预定的模糊控制处理方式对于模糊化的外部负载压力与位移跟随误差进行模糊动态调整获得直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)所需的斜盘倾角的倾角模糊控制信号，进而调节工作排量；

S4、根据工作排量与负载(16)的情况，处理获得无刷直流主驱动电机(4)的转速。

2.根据权利要求1所述的一种双变量电动静液作动器的智能控制方法，其特征在于：

所述S3具体为：

将外部负载压力的取值范围划分为P1-P7的七个范围等级，外部负载压力的值从第一个压力范围等级P1到第七个压力范围等级P7逐渐增大；

将位移跟随误差的取值范围划分为E1-E7的七个范围等级，位移跟随误差的值从第一个误差范围等级E1到第七个误差范围等级E7逐渐增大；

将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角的取值范围划分为D1-D7的七个范围等级，斜盘倾角的值从第一个倾角范围等级D1到第七个倾角范围等级D7逐渐增大；然后进行以下判断处理：

1)若当前实时测量获得的外部负载压力P在第一个压力范围等级P1：

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第一个误差范围等级E1到第七个误差范围等级E7的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第七个倾角范围等级D7；

2)若当前实时测量获得的外部负载压力P在第二个压力范围等级P2：

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第一个误差范围等级E1到第二个误差范围等级E2的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第五个倾角范围等级D5；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第三个误差范围等级E3到第四个误差范围等级E4的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第六个倾角范围等级D6；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第五个误差范围等级E5到第七个误差范围等级E7的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第七个倾角范围等级D7；

3)若当前实时测量获得的外部负载压力P在第三个压力范围等级P3：

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第一个误差范围等级E1到第二个误差范围等级E2的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第四个倾角范围等级D4；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第三个误差范围等级E3到第四个误差范围等级E4的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第五个倾角范围等级D5；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第五个误差范围等级E5到第七个误差范围等级E7的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第六个倾角范围等级D6；

4)若当前实时测量获得的外部负载压力P在第四个压力范围等级P4：

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第一个误差范围等级E1到第二个误差范围等级E2的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第三个倾角范围等级D3；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第三个误差范围等级E3到第四个误差范围等级E4的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第四个倾角范围等级D4；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第五个误差范围等级E5到第七个误差范围等级E7的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第五个倾角范围等级D5；

5)若当前实时测量获得的外部负载压力P在第五个压力范围等级P5：

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第一个误差范围等级E1到第二个误差范围等级E2的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第二个倾角范围等级D2；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第三个误差范围等级E3到第四个误差范围等级E4的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第三个倾角范围等级D3；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第五个误差范围等级E5到第六个误差范围等级E6的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第四个倾角范围等级D4；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第七个误差范围等级E7的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第五个倾角范围等级D5；

6)若当前实时测量获得的外部负载压力P在第六个压力范围等级P6：

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第一个误差范围等级E1到第二个误差范围等级E2的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第一个倾角范围等级D1；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第三个误差范围等级E3到第六个误差范围等级E6的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第二个倾角范围等级D2；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第七个误差范围等级E7的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第三个倾角范围等级D3；

7)若当前实时测量获得的外部负载压力P在第七个压力范围等级P7：

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第一个误差范围等级E1到第五个误差范围等级E5的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第一个倾角范围等级D1；

若当前实时测量获得的位移跟随误差E在第六个误差范围等级E6到第七个误差范围等级E7的范围内，则将直轴式轴向变量柱塞三口泵(5)斜盘倾角设置为第二个倾角范围等级D2。