[发明专利]一种高频响大流量液压阀主阀芯空穴游隙振荡的补偿方法

说明书

一种高频响大流量液压阀主阀芯空穴游隙振荡的判断方法及补偿方法。涉及液压阀控制技术领域。1）在PID控制器内预设初始值Kp0、Ki0和Kd0，以及主阀芯位置给定信号x(t)；2）PID控制器通过位置传感器获取主滑阀阀芯的实时位置数据y(t)；3）根据主阀芯加速度信号a(t)，利用加速度变化规律预测主阀芯是否处于空穴游隙阶段；先对主阀芯位置信号进行二次微分得出阀芯实时加速度值，用以判断主滑阀阀芯是否处于空穴游隙阶段。再对位置偏差信号进行微分得到偏差变化率，通过位置偏差变化率和位置偏差信号制定空穴游隙阶段和非空穴游隙阶段的PID参数模糊规则库。最终为解决游隙对运行精度的影响提供了相应的基础性解决手段。

技术领域

本发明涉及液压阀控制技术领域，具体涉及一种高频响大流量先导式液压阀主阀芯空穴振荡的判断方法及补偿方法。

背景技术

以三位四通阀为先导阀，滑阀为主阀的高频响大流量液压阀，在控制过程中，由于先导阀加工的客观误差（如公差），会导致的阀出回油口不对称，进而造成先导阀在开始工作和停止工作时，出现诸如：一个工作油口打开，另一个工作油口未打开的情况。如图4所示，先导阀工作油口一A1向主阀11的左控制油腔113进油，右控制油腔114需向先导阀的工作油口二A2回油，但在前述情况下，工作油口二A2未及时打开，会造成主滑阀11阀芯112的左控制油腔113接通，右控制油腔114闭死（或反之）的极端情况。引起主滑阀11的阀芯112在惯性作用下做自由运动，控制油腔产生空穴游隙115，游隙的存在使得阀芯运动的阻尼特性具有较大的变化，在对主滑阀11的阀芯112在做精确位置控制时因游隙使阻尼减小导致振荡的现象。最终，导致高频响大流量液压阀控制性能变差，甚至引起控制功能失效。阻尼对于控制系统的稳定性具有重要影响，以2阶系统为例，如图5为阻尼比ζ从0到1.3的变化，系统的稳定性是完全不同的，系统阻尼的大幅度变化需要采用不同的控制策略去调节获得稳定的输出。

发明内容

本发明针对以上技术问题，提供了一种能使主滑阀的阀芯快速越过空穴游隙阶段，从而消除空穴游隙引起的极限环振荡现象的高频响大流量液压阀主阀芯空穴游隙振荡的补偿方法。

本发明补偿方法的技术方案是：高频响大流量液压阀包括先导阀和主滑阀，在所述主滑阀的主阀芯上设有位置传感器；

所述先导阀为三位四通换向阀，所述先导阀的进油口连接液压油源、所述先导阀的回油口连接油箱；

所述主滑阀的进油口连接液压油源、所述主滑阀的回油口连接油箱；

所述先导阀的工作油口一和工作油口二分别连接主滑阀的左控制油腔和右控制油腔；

还包括PID控制器，所述PID控制器连接所述主阀芯位置传感器和所述先导阀；

按照如下步骤进行空穴游隙振荡补偿：

1）、在所述PID控制器内预设初始值Kp0、Ki0和Kd0，以及主阀芯位置给定信号x(t)；

2）、所述PID控制器通过位置传感器获取主滑阀主阀芯的实时位置数据y(t)；

2.1）对所述主滑阀主阀芯的实时位置数据进行两次微分，得到主阀芯加速度信号a(t)；

2.2）对步骤2）采样获取的所述主滑阀主阀芯的实时位置数据y(t)与所述主阀芯位置给定信号x(t)进行比较，得到位置偏差信号e(t)，e(t)＝x(t)-y(t)；