CN103291689B - 基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法。它包括如下步骤：（1）控制器采集被试阀的A口、B口压力；将其中压力值较大者作为反馈压力；控制器采集由液压试验台发送给被试阀的指令信号，计算指令信号的当次斜率，用不同的斜率符号代表当次斜率的正、负；（2）控制器计算反馈压力与控制压力目标值的偏差，对偏差进行比例-积分-积积分运算；（3）控制器在当次和上次斜率符号不同时对步骤（2）的当次积积分的第一个积分项取反；（4）控制器将步骤（2）得到的比例项、当次积分项、当次积积分项进行相加得到控制指令并输出到比例伺服阀，比例伺服阀根据控制指令调节反馈压力趋近控制压力目标值，然后返回执行步骤（1）。
Description
技术领域
本发明属于流体传动与控制领域，涉及一种液压试验台上被试阀的负载压力的控制方法，适用于液压试验台上变流量情况下的压力精确控制场合。
背景技术
随着科技的发展，液压传动技术在越来越多的领域得到了广泛的应用，针对液压系统和液压元件的性能测试工作也越来越频繁。液压元件的性能测试需要高性能的液压试验台，但是随着液压传动技术向着高压、大流量、高精度方向发展，对液压试验台的可测可控的各项指标提出了越来越高的要求。特别是液压试验台上的压力精确控制，比如在比例阀或者伺服阀的流量-信号性能测试中保持工作油口的负载压力恒定。为了满足这种需求，传统的液压试验台调压装置与控制方法有以下几种形式：
一是在被试元件工作油口中间加手动节流阀或者溢流阀作为加载压力使用，该种方法简单、成本低，但是只能在试验开始前把节流阀或者溢流阀调节到需要的压力上，试验开始后由于通过被试阀的流量是连续变化的导致开始调定的压力出现波动甚至严重偏离预设值。
二是在被试元件工作油口中间加比例溢流阀作为加载压力使用，采用传统PID控制算法。该种方法能保证流量变化时的压力恒定控制。缺点在于，一是试验台需求的流量都比较大，一般都使用比例先导溢流阀，这样造成当被试阀开口很小通过的流量很小，溢流阀很难控制压力；二是采用传统PID控制算法虽能保证流量变化时的压力恒定，但是精度会随着流量变化率大小而变化，当被试阀通过的流量变化率很大时，控制的压力与目标值偏差越大，并且在流量变化率反向过程中会出现压力突变。
发明内容
本发明的目的是克服现有液压试验台中对压力控制所存在的不足，提出一种新的基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术手段是：本发明基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法包括如下步骤：
步骤一：控制器采集第一压力传感器所获得的被试阀的A口压力以及第二压力传感器所获得的被试阀的B口压力；然后比较所述A口压力和B口压力的大小，将其中的压力值较大者作为反馈压力；
所述控制器采集由液压试验台发送给被试阀的指令信号，并计算所述指令信号的当次斜率，使用不同的斜率符号分别代表当次斜率的正、负；
步骤二：控制器计算所述反馈压力与控制压力目标值的偏差，然后对所述偏差进行比例运算而得到比例项；对所述偏差进行积分运算并将该积分运算的结果与上次积分项相加得到当次积分项；对所述偏差进行积分运算并将该积分运算的结果与上次积积分的第一个积分项相加得到当次积积分的第一个积分项；对所述当次积积分的第一个积分项进行积分运算并将该积分运算的结果与上次积积分项相加得到当次积积分项；所述上次积分项、上次积积分的第一个积分项和上次积积分项的初始值设为0；
步骤三：控制器对当次斜率符号和上次斜率符号进行比较，当两者不同时对步骤二中的当次积积分的第一个积分项取反；
步骤四：控制器将步骤二得到的比例项、当次积分项、当次积积分项进行相加得到控制指令，控制器将所述控制指令输出到比例伺服阀，该比例伺服阀根据接收到的控制指令调节所述反馈压力趋近控制压力目标值，然后返回执行步骤一。
进一步地，本发明所述被试阀为比例阀或者伺服阀。
进一步地，本发明所述比例伺服阀为两位四通比例伺服阀。
与现有技术相比，本发明的优点是：
（1）本发明方法能够在液压元件测试时保持被试阀的负载压力恒定。
（2） 采用比例伺服阀作为加载压力使用，在闭环控制下可以对小流量进行精确压力控制，而且结构简单，压力传感器既能采集数据又能作为反馈信号，无需额外增加成本。
（3）采用本发明的比例-积分-积积分控制方法，能有效保证通过被试阀的流量变化率大小不确定时的压力控制精度。
（4）采用本发明判断所述被试阀的流量变化率反向时刻的方法，并在此时对比例-积分-积积分算法中的积积分中的第一个积分项取反，有效消除了被试阀在此时刻控制压力的突变现象。
附图说明
图1是基于本发明控制方法的一种压力控制装置的液压原理图。
图2是被试比例阀或者伺服阀的给定指令信号。
图3是在油源压力为70bar、指令信号周期为200s、被试阀的A口的压力目标值为64bar情况下，使用本发明方法的控制效果示意图。
图4是在油源压力为70bar、指令信号周期为200s、被试阀的A口的压力目标值为64bar情况下，被试阀的A口的实际压力的示意图。
图中：1、油源，2、回油箱，3、被试比例阀或者伺服阀，4、比例伺服阀，5、A口压力传感器，6、B口压力传感器，7、控制器。
具体实施方式
图1示出了一种基于本发明控制方法的压力控制装置。如图1所示，该压力控制装置主要包括比例伺服阀4、A口压力传感器5、B口压力传感器6和控制器7。被试比例阀或者伺服阀3的P口与油源1连接，T口与回油箱2连接，A口与比例伺服阀4的P口连接，B口与比例伺服阀4的B口连接，而且比例伺服阀4的P口、B口与被试比例阀或者伺服阀3的A口、B口尽可能的接近。比例伺服阀4的A、T口接密闭容腔，使得A、T口堵住。A口压力传感器5与被试比例阀或者伺服阀3的A口连接，B口压力传感器6与被试比例阀或者伺服阀3的B口连接。A口压力传感器5的电信号、B口压力传感器6的电信号和被试比例阀或者伺服阀3的指令信号接到控制器7的输入端，控制器7的输出端接到比例伺服阀4的指令输入端上。
控制器7可以采用PLC也可以采用DSP作为运算控制器。控制器7采集A口压力传感器5的电信号和B口压力传感器6的电信号，将其中的压力值较大者作为反馈压力，采集被试比例阀或者伺服阀3的指令信号来捕捉流量变化率反向的时刻。得到上述三种电信号后，控制器7经过计算得到控制指令，并将控制指令输出到比例伺服阀4上，让比例伺服阀4动作，从而保持被试阀的负载压力恒定。
以下详细介绍本发明控制方法的详细步骤：
步骤一：控制器7采集第一压力传感器5所获得的被试比例阀或者伺服阀3的A口压力以及第二压力传感器6所获得的被试比例阀或者伺服阀3的B口压力；然后比较A口压力和B口压力的大小，并将其中的压力值较大的作为反馈压力；控制器7采集由液压试验台发送给被试比例阀或者伺服阀3的指令信号，并计算所述指令信号的当次斜率，并使用不同的斜率符号分别代表当次斜率的正、负。例如，可以使用“TURE”表示当次斜率为正，使用“FALSE”表示当次斜率为负。
步骤二：被试比例阀或者伺服阀3的给定指令信号的周期时间是人为设定的，同时被试比例阀或者伺服阀3的负载控制压力也是人为设定的，这样通过被试比例阀或者伺服阀3的流量变化率大小是不确定的，采用比例-积分-积积分的控制方法来消除通过被试比例阀或者伺服阀3的流量变化率大小不确定而造成的影响。具体如下：
根据液压试验台被试阀的测试需要设置控制压力目标值，控制器7计算反馈压力与控制压力目标值的偏差，然后对该偏差进行比例运算，即将该偏差值乘以比例系数而得到比例项，比例系数的选择以使控制迅速、不超调和不振荡为原则。并且，对反馈压力与控制压力目标值之间的偏差进行积分运算，即将该偏差乘以积分系数，然后将该积分运算的结果与上次积分项相加得到当次积分项，积分系数的选择以使控制迅速、不超调和不振荡为原则。此外，对反馈压力与控制压力目标值之间的偏差进行积分运算，即将该偏差乘以积分系数，并将该积分运算结果与上次积积分的第一个积分项相加得到当次积积分的第一个积分项。接着对该当次积积分的第一个积分项进行积分运算，即乘以积积分系数，并将该积分运算的结果与上次积积分项相加得到当次积积分项，积分系数和积积分系数的选择以使控制迅速、不超调和不振荡为原则。
需要说明的是，上次积分项、上次积积分的第一个积分项和上次积积分项的初始值设为0。
（3）控制器7对当次斜率符号和上次斜率符号进行比较，当两者不同时（即被试阀3的流量变化率为反向时刻时），对步骤二中的当次积积分的第一个积分项取反，以消除流量变化率反向造成的被试阀3的控制压力突变。
（4）控制器7将步骤二得到的比例项、当次积分项、当次积积分项进行相加得到控制指令，控制器7将该控制指令输出到比例伺服阀4，比例伺服阀4根据接收到的控制指令调节所述的反馈压力趋近控制压力目标值，然后返回执行步骤一，由此循环使得反馈压力与控制压力目标值的偏差越来越小，从而完成被试阀3的负载压力的精确控制。
以下以具体实例进一步说明本发明的技术效果。当被试阀3的给定指令信号如图2所示：时间为200s、前100s处于被试阀P-A-B-T位置、油源1的压力设置为70bar、控制压力设定值为64bar时，经过本发明控制方法进行压力控制后，可将被试阀3的A口压力控制在64bar，误差为±0.5bar，同时在被试阀3的流量变化率反向时没有压力突变（如图3所示）。被试阀3的A口控制压力的局部放大图如图4所示。在其他的控制压力设定值和不同的被试阀指令信号周期的输入下，本发明方法均表现出良好的压力控制效果，可见本发明方法能有效解决通过被试阀的流量变化率大小变化以及方向变化时工作油口的压力精确控制问题。
Claims (3)
1.一种基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：控制器采集第一压力传感器所获得的被试阀的A口压力以及第二压力传感器所获得的被试阀的B口压力；然后比较所述A口压力和B口压力的大小，将其中的压力值较大者作为反馈压力；
所述控制器采集由液压试验台发送给被试阀的指令信号，并计算所述指令信号的当次斜率，使用不同的斜率符号分别代表当次斜率的正、负；
步骤二：控制器计算所述反馈压力与控制压力目标值的偏差，然后对所述偏差进行比例运算而得到比例项；对所述偏差进行积分运算并将该积分运算的结果与上次积分项相加得到当次积分项；对所述偏差进行积分运算并将该积分运算的结果与上次积积分的第一个积分项相加得到当次积积分的第一个积分项；对所述当次积积分的第一个积分项进行积分运算并将该积分运算的结果与上次积积分项相加得到当次积积分项；所述上次积分项、上次积积分的第一个积分项和上次积积分项的初始值设为0；
步骤三：控制器对当次斜率符号和上次斜率符号进行比较，当两者不同时对步骤二中的当次积积分的第一个积分项取反；
步骤四：控制器将步骤二得到的比例项、当次积分项、当次积积分项进行相加得到控制指令，控制器将所述控制指令输出到比例伺服阀，该比例伺服阀根据接收到的控制指令调节所述反馈压力趋近控制压力目标值，然后返回执行步骤一。
2.根据权利要求1所述的基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法，其特征在于：所述被试阀为比例阀或者伺服阀。
3.根据权利要求1或2所述的基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法，其特征在于：所述比例伺服阀为两位四通比例伺服阀。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN1119756A (zh) * | 1994-09-28 | 1996-04-03 | 宁波电液比例阀厂 | 比例力控制方法及系统 |
| CN1211295A (zh) * | 1996-12-12 | 1999-03-17 | 新卡特彼勒三菱株式会社 | 用于建工机械的控制装置 |
| CN201363337Y (zh) * | 2008-12-30 | 2009-12-16 | 上海御能动力科技有限公司 | 电液伺服控制测试平台 |
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