[发明专利]一种阀控液压缸控制方法及推土机推土铲自动控制系统

权利要求书

1.一种阀控液压缸控制方法，其特征在于，包括：

针对阀控液压缸的开环传递函数G_a(s)，辨识得到对应的开环传递参数，其中，所述阀控液压缸采用比例阀实现控制，所述开环传递函数s表示复数变量，K表示开环增益，ζ表示阻尼比，ω_n表示无阻尼自然频率，所述开环传递参数包含有所述开环增益K、所述阻尼比ζ和所述无阻尼自然频率ω_n；

根据比例-积分-微分PID控制算法和所述开环传递函数G_a(s)，推导得到所述阀控液压缸的闭环传递函数；

根据所述闭环传递函数中的分母多项式，得到闭环极点特征方程D(s)＝0，其中，D(s)表示所述分母多项式；

根据所述开环传递参数，对所述闭环极点特征方程D(s)＝0进行求解，并整定得到所述PID控制算法的且使所有闭环极点的解位于复平面中负实轴上的PID参数，其中，所述PID参数包含有比例增益K_p和微分时间常数T_D；

在获取所述阀控液压缸的目标伸缩量后，应用已导入所述PID参数的所述闭环传递函数，生成连续控制信号，以便所述阀控液压缸在收到所述连续控制信号时，根据所述连续控制信号进行伸缩调整，直到完成所述目标伸缩量。

2.如权利要求1所述的阀控液压缸控制方法，其特征在于，针对阀控液压缸的开环传递函数G_a(s)，辨识得到对应的开环传递参数，包括有如下步骤S101～S104：

S101.向阀控液压缸的比例阀输入控制信号比例为的阶跃信号，并采集得到所述阀控液压缸的实际响应伸缩量，其中，表示不超过百分之三十的小数；

S102.采用预测误差最小化算法中的基于Levenberg-Marquardt非线性最小二乘算法，计算得到与所述阀控液压缸的开环传递函数G_a(s)对应的开环传递参数预测值，其中，所述开环传递函数s表示复数变量，K表示开环增益，ζ表示阻尼比，ω_n表示无阻尼自然频率，所述开环传递参数预测值包含有与所述开环增益K对应的预测值、与所述阻尼比ζ对应的预测值和与所述无阻尼自然频率ω_n对应的预测值；

S103.设定控制信号比例为的控制信号指令输入，并应用已导入所述开环传递参数预测值的所述开环传递函数G_a(s)，计算得到所述阀控液压缸的理论响应伸缩量；

S104.对所述理论响应伸缩量与所述实际响应伸缩量进行数据对比，若数据对比结果指示数据符合程度达到预设阈值，则将所述开环传递参数预测值作为与所述开环传递函数G_a(s)对应的开环传递参数的辨识结果，否则返回执行步骤S102,其中，所述开环传递参数包含有所述开环增益K、所述阻尼比ζ和所述无阻尼自然频率ω_n。

3.如权利要求1所述的阀控液压缸控制方法，其特征在于，当所述PID控制算法采用基于前馈增益补偿的PID控制算法时，所述PID参数还包含有速度前馈增益K_v和加速度前馈增益K_a。