CN102606551B - 远距离多组比例泵液压同步控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液压控制领域，尤其涉及一种多组比例泵液压同步控制方法。一种远距离多组比例泵液压同步控制方法，包括以下步骤：步骤一、基本参数设定；步骤二、调取控制信号补偿值ΔI，根据ΔS的值确定所需补偿的油缸；步骤三、根据计算得到的ΔS值所述的区间进行补偿；步骤四、判定控制信号补偿值ΔI，根据情况对ΔI进行修正。本发明方法分阶段分区间对油缸进行补偿，能有效弥补由于系统响应时间慢可能造成设备耦合振动的影响，防止补偿值变动过大造成的运动曲线的过大差异；并能根据同步情况自动在设定范围内修正补偿值，能够有效消除泵控液压系统由于主泵容积损失、系统内泄漏等引起流量输出差异而造成的运动不同步现象。
Description
技术领域
本发明涉及液压控制领域，尤其涉及一种多组比例泵液压同步控制方法。
背景技术
在各个行业中，很多大型液压系统的执行机构都由多组大规格油缸组成且每组油缸要求同步动作，每组油缸（可能由一个或多个油缸组成）由于其运动所需流量大，均由多个比例控制源控制。以图1为例：第一油缸11由第一、二补偿比例泵21、22控制，第二油缸12由第三、四补偿比例泵23、24控制，在运动过程中要求第一油缸11、第二油缸12同步动作。
现有技术对大流量的液压设备在进行同步控制时，主要采取人工补偿法实现：技术人员根据实际经验调节每台主泵流量控制机构，确保每台主泵在相同控制信号的条件下具有相同的流量输出，以保证各组油缸同步动作。人工补偿时，主泵调节全凭技术人员的实际经验，受外界因素影响较大，同步精度极低；而且随着每台主泵容积损失的差异性以及外界因素的变化，造成再次不同步的概率较大，需要技术人员不定期地针对不同步程度反复调节，劳动强度大，；长期对主泵流量控制机构手动调节，会增加主泵流量控制机构的磨损、降低其控制精度。
传统的主/从式液压同步控制仅适用于短距离、响应特性快、流量小的、同步精度要求高的比例或伺服液压系统，其可调范围小、补偿值波动频率高，如果其应用于响应时间慢的长距离系统，因控制调节引起的流量变化传递到设备有一定的延时，所以可能造成设备耦合振动。
而对于单比例泵控制的多油缸液压系统的同步控制主要采用同步阀、同步马达、同步缸等，虽然具有较高的控制精度，但该类设备成本很高、自适应性能差，且仅适用于小流量的液压系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种远距离多组比例泵液压同步控制方法，该方法分阶段分区间对油缸进行补偿，并能根据同步情况自动在设定范围内修正补偿值，能够有效消除泵控液压系统由于主泵容积损失、系统内泄漏等引起流量输出差异以及由于远距离系统响应特性差可能造成设备耦合振动的影响，同时还可以防止补偿值变动过大造成的运动曲线的过大差异。
本发明是这样实现的：一种远距离多组比例泵液压同步控制方法，包括以下步骤：
步骤一、基本参数设定，设定控制信号补偿值ΔI、一阶段油缸补偿启动值X1、二阶段油缸补偿启动值X2、控制信号最大补偿值ΔImax、控制信号补偿值的修正值ΔI修；
步骤二、调取控制信号补偿值ΔI，并通过两组油缸上配置的位移检测装置，得到第一油缸位移值S1和第二油缸位移值S2，计算得到两油缸当前位移差值ΔS，ΔS＝S1－S2；根据位移差值ΔS的值确定所需补偿的油缸。
式中：S1为第一油缸位移值
S2为第二油缸位移值
步骤三、根据计算得到的ΔS值，并做如下选择：
1) 当 <X1时，如所有油缸均不到位则不补偿直接返回步骤二，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四；
2) 当X1≤<X2时，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵未被补偿时对一阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则取消二阶段补偿比例泵的补偿后返回步骤二，如未被补偿则直接返回步骤二，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵已被补偿时，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则取消二阶段补偿比例泵的补偿后返回步骤二，如未被补偿则直接返回步骤二；
3) 当≥X2时，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵未被补偿时对一阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则直接返回步骤二，如未被补偿，则对二阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后返回步骤二，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵已被补偿时，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则直接返回步骤二，如未被补偿，则对二阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后返回步骤二；
步骤四、判定控制信号补偿值ΔI，
当≥ΔImax时，本次补偿控制结束；
当<ΔImax并≥X2时，赋值ΔI＝ΔI+ΔI修后，本次补偿控制结束；
当<ΔImax并<X2时，本次补偿控制结束。
所述的步骤二中还包括判断报警步骤，包括首先设定两油缸最大位移差值ΔSmax，当同时满足ΔSmax≤、ΔImax≤时，报警器报警。
本发明一种远距离多组比例泵液压同步控制方法，该方法分阶段分区间对油缸进行补偿，能有效弥补由于系统响应时间慢可能造成设备耦合振动的影响，防止补偿值变动过大造成的运动曲线的过大差异；并能根据同步情况自动在设定范围内修正补偿值，能够有效消除泵控液压系统由于主泵容积损失、系统内泄漏等引起流量输出差异而造成的运动不同步现象。
附图说明
图1为大型液压系统的执行机构结构示意图；
图2为本发明远距离多组比例泵液压同步控制方法实施例1的控制流程图。
图中：11第一油缸、12第二油缸、21第一补偿比例泵、22第二补偿比例泵、23第三补偿比例泵、24第四补偿比例泵。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
在使用本发明的远距离多组比例泵液压同步控制方法进行控制时首先把控制每组油缸的多个比例泵分成各个阶段，当比例泵为两个时就把这两个比例泵分为一阶段补偿比例泵和二阶段补偿比例泵。
实施例1
如图1所示，一种远距离多组比例泵液压同步控制方法，包括以下步骤：
步骤一、基本参数设定，设定两油缸最大位移差值ΔSmax、控制信号补偿值ΔI、一阶段油缸补偿启动值X1、二阶段油缸补偿启动值X2、控制信号最大补偿值ΔImax、控制信号补偿值的修正值ΔI修；在本实施例中采用逐渐增加控制信号的方法进行补偿，所以选定的补偿策略为以位移值较大的油缸为基准油缸，对位移值较小的油缸进行补偿，所以设定值中ΔI修、ΔI都为正值。选用第一补偿比例泵21和第三补偿比例泵23作为一阶段补偿比例泵，由一阶段油缸补偿启动值X1判定启动补偿；选用第二补偿比例泵22和第四补偿比例泵24作为二阶段补偿比例泵，由二阶段油缸补偿启动值X2判定启动补偿；
步骤二、如图2所示，调取控制信号补偿值ΔI，并通过两组油缸上配置的位移检测装置，得到第一油缸11的第一油缸位移值S1和第二油缸12的第二油缸位移值S2，计算得到两油缸当前位移差值ΔS，ΔS＝S1－S2；根据位移差值ΔS的值确定所需补偿的油缸，当ΔS>0时对第二油缸12进行补偿，当ΔS<0时对第一油缸11进行补偿；另外，在本步骤中，如同时满足ΔSmax≤、ΔImax≤时，表明主泵容积损失过大，已经无法补偿，所以报警器报警。
式中：S1为第一油缸位移值
S2为第二油缸位移值
步骤三、根据计算得到的ΔS值，并做如下选择：
1) 当<X1时，如所有油缸均不到位则不补偿直接返回步骤二，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四；
2) 当X1≤<X2时，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵未被补偿时对一阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则取消二阶段补偿比例泵的补偿后返回步骤二，如未被补偿则直接返回步骤二，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵已被补偿时，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则取消二阶段补偿比例泵的补偿后返回步骤二，如未被补偿则直接返回步骤二；
3) 当≥X2时，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵未被补偿时对一阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则直接返回步骤二，如未被补偿，则对二阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后返回步骤二，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵已被补偿时，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则直接返回步骤二，如未被补偿，则对二阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后返回步骤二；
步骤四、判定控制信号补偿值ΔI，
当≥ΔImax时，本次补偿控制结束；
当<ΔImax并≥X2时，赋值ΔI＝ΔI+ΔI修后，本次补偿控制结束；
当<ΔImax并<X2时，本次补偿控制结束。
实施例2
如图1所示，一种远距离多组比例泵液压同步控制方法，包括以下步骤：
步骤一、基本参数设定，设定两油缸最大位移差值ΔSmax、控制信号补偿值ΔI、一阶段油缸位补偿启动值X1、二阶段油缸补偿启动值X2、控制信号最大补偿值ΔImax、控制信号补偿值的修正值ΔI修；在本实施例中采用逐渐减少控制信号的方法进行补偿，所以选定的补偿策略为以位移值较小的油缸为基准油缸，对位移值较大的油缸进行补偿，所以设定值中ΔI修、ΔI都为负值。选用第一补偿比例泵21和第三补偿比例泵23作为一阶段补偿比例泵，由一阶段油缸补偿启动值X1判定启动补偿；选用第二补偿比例泵22和第四补偿比例泵24作为二阶段补偿比例泵，由二阶段油缸补偿启动值X2判定启动补偿；
步骤二、调取控制信号补偿值ΔI，并通过两组油缸上配置的位移检测装置，得到第一油缸11的第一油缸位移值S1和第二油缸12的第二油缸位移值S2，计算得到两油缸当前位移差值ΔS，ΔS＝S1－S2；根据ΔS的值确定所需补偿的油缸，当ΔS>0时对第一油缸11进行补偿，当ΔS<0时对第二油缸12进行补偿；另外，在本步骤中，如同时满足ΔSmax≤、ΔImax≤时，表明主泵容积损失过大，已经无法补偿，所以报警器报警。
式中：S1为第一油缸位移值
S2为第二油缸位移值
步骤三、根据测量得到的ΔS值，并做如下选择：
1) 当<X1时，如所有油缸均不到位则不补偿直接返回步骤二，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四；
2) 当X1≤<X2时，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵未被补偿时对一阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则取消后返回步骤二，如未被补偿则直接返回步骤二，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵已被补偿时，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则取消后返回步骤二，如未被补偿则直接返回步骤二；
3) 当≥X2时，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵未被补偿时对一阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则直接返回步骤二，如未被补偿，则补偿ΔI后返回步骤二，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵已被补偿时，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则直接返回步骤二，如未被补偿，则补偿ΔI后返回步骤二；
步骤四、判定控制信号补偿值ΔI，
当≥ΔImax时，本次补偿控制结束；
当<ΔImax并≥X2时，赋值ΔI＝ΔI+ΔI修后，本次补偿控制结束；
当<ΔImax并<X2时，本次补偿控制结束。
Claims (2)
1.一种远距离多组比例泵液压同步控制方法，其特征是：包括以下步骤；
步骤一、基本参数设定，设定控制信号补偿值ΔI、一阶段油缸补偿启动值X1、二阶段油缸补偿启动值X2、控制信号最大补偿值ΔImax、控制信号补偿值的修正值ΔI修；
步骤二、调取控制信号补偿值ΔI，并通过两组油缸上配置的位移检测装置，得到第一油缸位移值S1和第二油缸位移值S2，计算得到两油缸当前位移差值ΔS，ΔS＝S1－S2；根据位移差值ΔS的值确定所需补偿的油缸；
式中：S1为第一油缸位移值，
S2为第二油缸位移值；
步骤三、根据计算得到的ΔS值，并做如下选择：
当 <X1时，如所有油缸均不到位则不补偿直接返回步骤二，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四；
当X1≤<X2时，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵未被补偿时对一阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则取消二阶段补偿比例泵的补偿后返回步骤二，如未被补偿则直接返回步骤二，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵已被补偿时，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则取消二阶段补偿比例泵的补偿后返回步骤二，如未被补偿则直接返回步骤二；
当≥X2时，如有任何一油缸到位则记录油缸到位时其它油缸与此油缸的瞬间位移差值ΔS并进入步骤四，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵未被补偿时对一阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则直接返回步骤二，如未被补偿，则对二阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后返回步骤二，如所有油缸均不到位并且一阶段补偿比例泵已被补偿时，再判断二阶段补偿比例泵是否已被补偿，如已被补偿，则直接返回步骤二，如未被补偿，则对二阶段补偿比例泵的控制信号补偿ΔI后返回步骤二；
步骤四、判定控制信号补偿值ΔI，
当≥ΔImax时，本次补偿控制结束；
当<ΔImax并≥X2时，赋值ΔI＝ΔI+ΔI修后，本次补偿控制结束；
当<ΔImax并<X2时，本次补偿控制结束。
2.如权利要求1所述的远距离多组比例泵液压同步控制方法，其特征是：所述的步骤二中还包括判断报警步骤，包括首先设定两油缸最大位移差值ΔSmax，当同时满足ΔSmax≤、ΔImax≤时，报警器报警。
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