CN103452825A - 一种压力控制泵的流量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压力控制泵的流量控制方法，属于机械控制领域，压力控制泵1依次与比例阀2、控制器3、先导手柄4相连。先导手柄4上设有先导压力传感器，压力控制泵1上设有流量反馈传感器。先导压力传感器和流量反馈传感器分别与控制器相连。流量控制方法包括控制器3通过先导压力传感器和流量反馈传感器的采集信号制定先导压力-需求流量曲线，并进行流量监测PID。本发明的技术方案通过采用流量随动补偿控制方式，影响压力输出指令，使压力控制泵的压力既能达到控制压力，又能达到较好的微动作需求流量。

Description

一种压力控制泵的流量控制方法
技术领域
本发明属于机械设备控制领域，涉及一种流量控制方法，尤其涉及一种压力控制泵的流量控制方法。
背景技术
液压泵作为液压挖掘机的液压动力输出源，是挖掘机中一个极其重要的组成部件。为配合整个液压系统高效稳定工作，现在液压泵的控制方式一般采用电液综合控制的方式，由电气控制系统采集各种控制和反馈信号，做出判断并通过比例阀控制液压泵的输出。压力控制泵就是其中液压泵的一种控制方式，相比于流量控制泵的电信号直接控制输出流量的方式，压力控制泵是电信号直接控制泵出口输出压力。
如图1是一种压力控制泵基本原理图，压力平衡阀V1、V2的左右移动决定主泵斜盘调节油缸大小腔的进回油，从而决定主泵的输出排量。
压力平衡阀左侧是主泵压力，右侧是比例电磁阀的输出先导压力。当两侧压力平衡时，斜盘调节稳定，主泵输出稳定排量。因此，电气控制系统通过控制泵的比例阀电流，决定泵的输出压力。
但是系统压力另一方面取决于负载情况，当负载较小时，泵的输出流量会较大，导致在手柄微控时操作性较差。
如图2为现在常用的压力控制泵控制原理图，针对此控制方式主要存在如下两种技术问题：
（1）先导手柄-主泵压力曲线直接决定手柄行程与主泵压力之间关系，先导手柄并不能直接控制主泵输出流量，当存在主泵负载较小且需要微控时，操作性较差；
（2）反馈流量-主泵压力曲线决定主泵的输出功率，当全功率输出负载由重变轻时，动作速度明显变快，动作速度变化较大。容易造成操作的不可控感。
发明内容
有鉴于此，本发明通过采用流量随动补偿控制方式，影响压力输出指令，使压力控制泵的压力既能达到控制压力，又能达到较好的微动作需求流量。
为达到上述目的，具体技术方案如下：
提供一种压力控制泵的流量控制方法，所述压力控制泵依次与比例阀、控制器、先导手柄相连，所述先导手柄上设有先导压力传感器，所述压力控制泵上设有流量反馈传感器，所述先导压力传感器和流量反馈传感器分别与所述控制器相连，所述流量控制方法包括：
步骤1，所述控制器通过所述先导压力传感器和流量反馈传感器的采集信号分别计算所述压力控制泵的需求输出压力值；
步骤2，所述控制器通过所述先导压力传感器和流量反馈传感器的采集信号制定先导压力-需求流量曲线，并进行流量监测PID；
步骤3，通过所述步骤1中的需求压力值和步骤2中的流量监测PID输出控制参数结合形成所述压力控制泵压力指令值；
步骤4，所述控制器通过所述压力控制泵压力指令值控制所述压力控制泵的压力。
优选的，所述步骤1中通过所述先导压力传感器的采集信号制定先导压力-需求压力曲线，并得出所述的需求输出压力值。
优选的，所述步骤1中通过所述流量反馈传感器的采集信号制定反馈流量-需求压力曲线，并得出所述的需求输出压力值。
优选的，所述步骤3中当所述压力控制泵的负载较小，所述流量监测PID输出负控量。
优选的，所述先导手柄包括第一先导手柄和第二先导手柄。
优选的，所述比例阀为电磁比例阀。
优选的，所述控制器通过向所述电磁比例阀输出压力指令值控制所述压力控制泵的压力。
相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：
1、通过对压力控制泵进行流量调节，既保留了原有压力控制系统的优点，又能使压力控制系统具有流量控制泵的微控性较好的特性；
2、通过增加流量随动补偿控制方式，使液压系统在快速响应大负载变化时，能够增加柔和性，减小了系统运行中的压力冲击。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有技术的结构示意图；
图2是现有技术的原理示意图；
图3是本发明实施例的原理示意图；
图4是本发明实施例的流程结构示意图。
其中，1为压力控制泵、2为比例阀、3为控制器、4为先导手柄。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。
如图1中所示的本发明的实施例的一种压力控制泵的流量控制方法，压力控制泵1依次与比例阀2、控制器3、先导手柄4相连。先导手柄4上设有先导压力传感器，压力控制泵1上设有流量反馈传感器。先导压力传感器和流量反馈传感器分别与控制器相连。流量控制方法包括：
步骤1，控制器3通过先导压力传感器和流量反馈传感器的采集信号分别计算压力控制泵1的需求输出压力值；
步骤2，控制器3通过先导压力传感器和流量反馈传感器的采集信号制定先导压力-需求流量曲线，并进行流量监测PID（比例-积分-微分）；
步骤3，通过步骤1中的需求压力值和步骤2中的流量监测PID输出控制参数结合形成压力控制泵1压力指令值；
步骤4，控制器3通过压力控制泵1压力指令值控制压力控制泵1的压力。
本发明的实施例通过采用流量随动补偿控制方式，影响压力输出指令，使压力控制泵的压力既能达到控制压力，又能达到较好的微动作需求流量。
如图1和2中所示，在本发明的实施例中，针对压力控制泵1直接控制方式为主泵出油口压力，比较难以控制输出流量的缺陷，提出了在原方案基础上增加流量随动补偿控制方式，即除了采用先导压力和恒功率压力控制之外，增加先导压力-需求流量曲线，并增加流量监测PID。当由于负载较小，而又需要微控操作时，流量监测PID输出负控量，影响压力输出指令，使压力控制泵1的压力既能达到控制压力，又能达到较好的微动作需求流量。具体包括：
（1）各动作先导手柄4压力需求控制
通过安装各动作先导压力传感器，控制器3采集各动作先导手柄4先导压力，通过控制器3中各先导压力-需求压力得出各动作对泵的需求输出压力，通过对比各动作需求输出压力最大值，最终得出先导手柄-需求输出压力控制值。
（2）发动机输出恒功率控制
为满足最大利用发动机输出功率，针对实际发动机匹配情况，需要针对压力控制泵1全功率工作时的吸收功率进行恒功率限制。通过在泵体安装流量反馈传感器，采集发动机实际的流量输出情况，针对泵压力上限进行限制。使泵工作在恒功率曲线上。
（3）流量随动控制
考虑到泵本身的控制方式为控制系统直接控制主泵输出压力，反馈信号为输出流量，为保证输出流量可控，在控制系统中增加先导压力-需求流量曲线，并通过流量随动PID，不断影响上述两个控制的输出参数，使泵输出流量可以微控。当由于负载较小，而又需要微控操作时，流量监测PID输出负控量，影响压力输出指令，使压力控制泵1的压力既能达到控制压力，又能达到较好的微动作需求流量。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种压力控制泵的流量控制方法，所述压力控制泵（1）依次与比例阀（2）、控制器（3）、先导手柄（4）相连，所述先导手柄（4）上设有先导压力传感器，所述压力控制泵（1）上设有流量反馈传感器，所述先导压力传感器和流量反馈传感器分别与所述控制器（3）相连，其特征在于，所述流量控制方法包括：
步骤1，所述控制器（3）通过所述先导压力传感器和流量反馈传感器的采集信号分别计算所述压力控制泵（1）的需求输出压力值；
步骤2，所述控制器（3）通过所述先导压力传感器和流量反馈传感器的采集信号制定先导压力-需求流量曲线，并进行流量监测PID；
步骤3，通过所述步骤1中的需求压力值和步骤2中的流量监测PID输出控制参数结合形成所述压力控制泵（1）压力指令值；
步骤4，所述控制器（3）通过所述压力控制泵（1）压力指令值控制所述压力控制泵（1）的压力。
2.如权利要求1所述的压力控制泵的流量控制方法，其特征在于，所述步骤1中通过所述先导压力传感器的采集信号制定先导压力-需求压力曲线，并得出所述的需求输出压力值。
3.如权利要求2所述的压力控制泵的流量控制方法，其特征在于，所述步骤1中通过所述流量反馈传感器的采集信号制定反馈流量-需求压力曲线，并得出所述的需求输出压力值。
4.如权利要求3所述的压力控制泵的流量控制方法，其特征在于，所述步骤3中当所述压力控制泵（1）的负载较小，所述流量监测PID输出负控量。
5.如权利要求4所述的压力控制泵的流量控制方法，其特征在于，所述先导手柄（4）包括第一先导手柄和第二先导手柄。
6.如权利要求5所述的压力控制泵的流量控制方法，其特征在于，所述比例阀（2）为电磁比例阀。
7.如权利要求6所述的压力控制泵的流量控制方法，其特征在于，所述控制器（3）通过向所述电磁比例阀输出压力指令值控制所述压力控制泵（1）的压力。
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