CN106527316A - 一种电磁液压阀优化控制方法 - Google Patents

一种电磁液压阀优化控制方法 Download PDF

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张勇
邓继周
赵岗
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明提出了一种电磁液压阀优化控制方法，包括如下步骤：S1：定义电磁液压阀控制器的控制参数第一增益和第二增益；S2：根据所述第一增益、第二增益以及控制参数产生第一命令信号；S3：设定第一增益和第二增益的极限值，所述极限值包括最高点和最低点；S4：将第一增益的最高点和最低点分别与第二增益的最高点和最低点进行组合，确定实际系统参数与期望系统参数之间的误差；S5：确定误差最小的第一增益和第二增益组合，确定该组合的第一增益值和第二增益值，利用该第一增益和第二增益以及控制信号产生最终命令信号，进行迭代控制，本发明能够避免因调谐处理等造成的电磁液压阀出现误差，也能保证其工作时能耗最低。

Description

一种电磁液压阀优化控制方法
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，特别涉及一种电磁液压阀优化控制方法。
背景技术
目前，电磁液压阀在工程机械领域广泛应用，在实际的工作过程中，电磁液压阀经常会由于长时间的工作而出现故障，一旦电磁液压阀出现故障时，将会导致整个设备的停机，然后需要手动的调谐处理，但是调谐处理会，会导致电磁液压阀的控制参数出现一定的偏差，导致电磁液压阀的控制出现误差，既可能造成工程机械作业的偏差，又可能导致能耗的增高。
因此，现在亟需一种电磁液压阀优化控制方法，能够避免因调谐处理等造成的电磁液压阀出现误差，也能保证其工作时能耗最低。
发明内容
本发明提出一种电磁液压阀优化控制方法，解决了现有技术中电磁液压阀的控制参数出现一定的偏差，能耗虚高的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：电磁液压阀优化控制方法，包括如下步骤：
S1：定义电磁液压阀控制器的控制参数第一增益和第二增益；
S2：根据所述第一增益、第二增益以及控制参数产生第一命令信号；
S3：设定第一增益和第二增益的极限值，所述极限值包括最高点和最低点；
S4：将第一增益的最高点和最低点分别与第二增益的最高点和最低点进行组合，确定实际系统参数与期望系统参数之间的误差；
S5：确定误差最小的第一增益和第二增益组合，确定该组合的第一增益值和第二增益值，利用该第一增益和第二增益以及控制信号产生最终命令信号，进行迭代控制。
作为一种优选的实施方式，步骤S2中产生第一命令信号后，检测所述第一命令信号是否超出预设阀值。
作为一种优选的实施方式，当所述第一命令信号超出预设阀值后，对所述第一命令信号进行清零处理。
作为一种优选的实施方式，所述第一命令信号及最终命令信号均为脉冲调制信号。
作为一种优选的实施方式，所述第一增益为比例增益。
作为一种优选的实施方式，所述第二增益为积分增益。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S5后设置有步骤S6：检测连续若干等同时间段内的消耗参数，根据所述消耗参数确定变化趋势。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S6中确定消耗函数后，根据所述消耗函数，确定迭代周期以及最佳消耗的迭代节点。
作为一种优选的实施方式，所述消耗函数包括绝对误差、过冲和稳定时间的积分。
作为一种优选的实施方式，步骤S6后还设置有步骤S7：检测电磁液压阀电磁线圈的磁场强度变化，确定电磁液压阀工作状态是否正常，并且在出现异常时，确定异常方向。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：利用实际系统参数与期望系统参数的最小误差值确定控制参数的最佳的第一增益和第二增益，利用最佳的第一增益和第二增益以及控制信号组合生成最终命令信号，进行迭代控制，在迭代控制的过程中，通过检测若干连续等同时间段内的消耗参数，确定最佳消耗时间节点以及该节点对应的最佳命令信号，实现电磁液压阀的优化控制。进一步的，为了避免因电磁液压阀工作故障造成的问题，还在每一次电磁液压阀工作之前检测电磁液压阀电磁线圈的磁场强度变化，确定电磁液压阀工作状态是否正常，并且在出现异常时，确定异常方向。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图。
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。
如图1所示，本电磁液压阀优化控制方法，包括如下步骤：
S1：定义电磁液压阀控制器的控制参数第一增益和第二增益；
S2：根据所述第一增益、第二增益以及控制参数产生第一命令信号；
S3：设定第一增益和第二增益的极限值，所述极限值包括最高点和最低点；
S4：将第一增益的最高点和最低点分别与第二增益的最高点和最低点进行组合，确定实际系统参数与期望系统参数之间的误差；
S5：确定误差最小的第一增益和第二增益组合，确定该组合的第一增益值和第二增益值，利用该第一增益和第二增益以及控制信号产生最终命令信号，进行迭代控制。
步骤S2中产生第一命令信号后，检测所述第一命令信号是否超出预设阀值。当所述第一命令信号超出预设阀值后，对所述第一命令信号进行清零处理。所述第一命令信号及最终命令信号均为脉冲调制信号。
所述第一增益为比例增益。
所述第二增益为积分增益。
所述步骤S5后设置有步骤S6：检测连续若干等同时间段内的消耗参数，根据所述消耗参数确定变化趋势。
所述步骤S6中确定消耗函数后，根据所述消耗函数，确定迭代周期以及最佳消耗的迭代节点。
所述消耗函数包括绝对误差、过冲和稳定时间的积分。
步骤S6后还设置有步骤S7：检测电磁液压阀电磁线圈的磁场强度变化，确定电磁液压阀工作状态是否正常，并且在出现异常时，确定异常方向。
步骤S7中检测液压阀工作状态，生成特定频率、幅值和波形的颤振信号，并将所述颤振信号叠加到液压阀的阀杆控制器，采集液压阀中电磁线圈上的颤振信号波形，并将波形中的第一控制信号和颤振波形分离，将分离后得到的控制信号反馈到信号输入端和设定的用于控制液压阀阀杆位移的信号相减后生成第二控制信号，将分离后得到的第二控制信号的平均信息以颤振信号输出进行故障判断。
所述故障判断包括根据检测到的控制信号的平均值信息和颤振信号的频率、峰峰值、波形畸变，通过模糊多准则决策方法给出隶属度判断；根据判断结果，确定控制器输出功率。
还包括在电磁液压阀的制动过程中，在多个迭代中进行N次延续，在每个迭代中，利用当前迭代的控制参数根据递归公式对预先确定的制动特性曲线进行校正。
还包括预设必要压力，根据压力传感器采集到的压力增加时间或者压力需求，产生用于校正的变量，确定校正系数，将该校正系数与预先确定的制动特性曲线相加/相乘，产生校正制动特性曲线。
所述校正系数表示为：Kn＝1-(1-Kfil,n-1)*√T1/T2，其中，n是K的数量，T1是当前压力增加的总增加时间/压力需求，T2是由所期望的压力差和名义梯度计算出的名义压力增加时间，压力差由先前压降确定。
该电磁液压阀优化控制方法的工作原理是：利用实际系统参数与期望系统参数的最小误差值确定控制参数的最佳的第一增益和第二增益，利用最佳的第一增益和第二增益以及控制信号组合生成最终命令信号，进行迭代控制，在迭代控制的过程中，通过检测若干连续等同时间段内的消耗参数，确定最佳消耗时间节点以及该节点对应的最佳命令信号，实现电磁液压阀的优化控制。进一步的，为了避免因电磁液压阀工作故障造成的问题，还在每一次电磁液压阀工作之前或之后检测电磁液压阀电磁线圈的磁场强度变化，确定电磁液压阀工作状态是否正常，并且在出现异常时，确定异常方向。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：定义电磁液压阀控制器的控制参数第一增益和第二增益；
S2：根据所述第一增益、第二增益以及控制参数产生第一命令信号；
S3：设定第一增益和第二增益的极限值，所述极限值包括最高点和最低点；
S4：将第一增益的最高点和最低点分别与第二增益的最高点和最低点进行组合，确定实际系统参数与期望系统参数之间的误差；
S5：确定误差最小的第一增益和第二增益组合，确定该组合的第一增益值和第二增益值，利用该第一增益和第二增益以及控制信号产生最终命令信号，进行迭代控制。
2.根据权利要求1所述的电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，步骤S2中产生第一命令信号后，检测所述第一命令信号是否超出预设阀值。
3.根据权利要求2所述的电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，当所述第一命令信号超出预设阀值后，对所述第一命令信号进行清零处理。
4.根据权利要求3所述的电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，所述第一命令信号及最终命令信号均为脉冲调制信号。
5.根据权利要求4所述的电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，所述第一增益为比例增益。
6.根据权利要求5所述的电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，所述第二增益为积分增益。
7.根据权利要求6所述的电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，所述步骤S5后设置有步骤S6：检测连续若干等同时间段内的消耗参数，根据所述消耗参数确定变化趋势。
8.根据权利要求7所述的电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，所述步骤S6中确定消耗函数后，根据所述消耗函数，确定迭代周期以及最佳消耗的迭代节点。
9.根据权利要求7所述的电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，所述消耗函数包括绝对误差、过冲和稳定时间的积分。
10.根据权利要求9所述的电磁液压阀优化控制方法，其特征在于，步骤S6后还设置有步骤S7：检测电磁液压阀电磁线圈的磁场强度变化，确定电磁液压阀工作状态是否正常，并且在出现异常时，确定异常方向。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108021737A (zh) * 2017-11-10 2018-05-11 武汉船用机械有限责任公司 一种液压阀件仿真建模方法

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