CN108050116B - 并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置及补偿方法 - Google Patents

并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置及补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置及补偿方法。其装置包括一号液压缸、二号液压缸、一号活塞杆、二号活塞杆、一号控制单元、二号控制单元、一号位移传感器、二号位移传感器、一号伺服阀、二号伺服阀；通过一号位移传感器检测一号活塞杆的位移、二号位移传感器检测二号活塞杆的位移，一号位移传感器的检测结果传送给一号控制单元、二号位移传感器的检测结果传送给二号控制单元，根据一号活塞杆位移和二号活塞杆位移之差的一半分别对一号伺服阀和二号伺服阀的两个管道流量进行调节，直至一号活塞杆的位移与二号活塞杆的位移之差为零。本发明的上述技术可实现并联双缸协同位置同步控制，与现有技术比响应速度更快，精度更高。

Description

并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置及补偿方法
技术领域
本发明涉及液压控制方面技术，主要涉及一种并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置及补偿方法。
背景技术
在目前社会中，诸如自动追踪目标控制导弹起竖装置、大型重载机械重心平衡控制装置、机械加工的控制装置等中均采用并联双非对称缸协同运动位置同步液压控制系统。然而，现有的控制技术大多数采用改变硬件技术的方法来实现对并联双缸同步液压系统的调节控制，其相应速度慢、调节误差大、对液压缸的同步影响非常严重。例如，当两缸活塞同时作用在一个物体上时，如果两缸活塞位移之差得不到快速调节，可能会由于受力不平衡而出现液压缸的变形甚至整个控制装置结构卡死的现象，容易发生事故。
并联双非对称缸同步运动液压系统控制一般采用主从动纠偏控制系统，根据其应用场合的不同精度要求主要有节流阀或者调速阀同步调节，定量泵的供油及比例换向阀的PID控制系统等。然而此类的现有控制装置精度低，往往不能满足一些较高精度的场合要求。
发明内容
在以下的论述中会给出本发明相应的概述，以便提供本发明关于技术方面的一些基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的所有细节的阐述。它并不是意图确定本发明的关键，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅只是以简化的方式描述一些基本的概念，以便于以后更加详细的论述。
鉴于此，本发明提供了一种并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置及补偿方法，至少用于解决现有的并联双非对称缸同步运动控制方法中存在的响应速度慢，双缸同步精度不够高的问题。
根据本发明的论述，提供了一种并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置，其中，并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置主要包括：一号液压缸、二号液压缸、一号活塞杆、二号活塞杆、一号位移传感器、二号位移传感器、一号控制单元、二号控制单元、一号伺服阀、二号伺服阀、油箱、油泵；油泵的抽油端将油管接入油箱中，将油箱中的液压油抽送至一号伺服阀的进油口和二号伺服阀的进油口；一号伺服阀的两个输油管道分别连接一号液压缸活塞两侧的两个油腔，一号控制单元用于控制一号伺服阀的两个输油管道的流量大小，一号伺服阀的回油管道接入油箱中；二号伺服阀的两个输油管道分别连接二号液压缸活塞两侧的两个油腔，二号控制单元用于控制二号伺服阀的两个输油管道的流量大小，二号伺服阀的回油管道接入所述油箱中；一号位移传感器用于检测一号活塞杆的位移，并将检测结果传送给一号控制单元中；二号位移传感器用于检测二号活塞杆的位移，并将检测结果传送给二号控制单元中；并联双非对称缸协同运动位置同步控制的补偿方法包括：通过一号控制单元根据一号活塞杆位移和二号活塞杆位移之差的一半来调节一号伺服阀的两个输油管道中流量的大小，二号控制单元根据一号活塞杆位移和二号活塞杆位移之差的一半来调节二号伺服阀的两个输油管道中流量的大小，通过一次或多次调节，最终使一号活塞杆的位移和二号活塞杆的位移之差的一半为零为止。
进一步地，并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置还包括压力表和溢流阀，其中，压力表主要用于检测油泵输出管道上液压油的压力，油泵的输出管道上设有溢流阀，溢流阀的出口接入油箱中。
进一步地，一号控制单元和二号控制单元通过如下的方式对一号伺服阀和二号伺服阀的两个输油管道中的流量进行一次或多次调节；基于对该并联两缸协同位置同步控制装置中一号活塞杆位移和二号活塞杆位移之差的一半的调节，可根据如下的公式一至公式六来对相应的一号伺服阀和二号伺服阀的输入电流进行多次调节，使一号活塞杆的位移和二号活塞杆的位移之差的一半为零为止，其所述公式一至公式六如下：公式一：Xv＝KXvΔi；公式二：QL＝KqXv-KcPL；公式三：公式四：(Aa-Ab)PL＝Mts2Xp+BpsXp+KXp+FL；公式五：ΔQL＝Kq(Xv1-Xv2)；公式六：其中，公式一中，Xv是相应伺服阀阀芯的位移量，KXv是相应伺服阀的阀系数，Δi是相应伺服阀输入的电流变化量；公式二中，QL是相应伺服阀的流量，Kq是相应伺服阀的流量增益，Kc是相应伺服阀流量压力系数，PL是相应负载压力；公式三中，Aa是相应液压缸大腔活塞的有效面积，Ab是相应液压缸小腔活塞杆侧的活塞有效面积，s为拉普拉斯变换的数学算子，XP是相应的活塞位移，Ctp是相应液压缸总泄漏系数，Vt是相应液压缸总的压缩容积，βe是相应液压缸的有效体积弹性模量；公式四中，Mt是相应活塞及负载折算到该活塞上的总质量，Bp是相应活塞及负载的粘性阻尼系数，K是相应负载弹簧刚度，FL是作用在相应活塞上的任意外负载力；公式五中，ΔQL是两伺服阀各自对应的瞬态流量变化量，Xv1是相应一号伺服阀阀芯的位移量，Xv2是相应二号伺服阀阀芯的位移量；公式六中，QL1是相应一号伺服阀的流量，QL2是相应二号伺服阀的流量，ΔXv是两伺服阀各自阀芯位移的变化量，ΔXp是一号液压缸活塞杆位移与二号液压缸活塞杆位移之差的一半。
根据本发明的另一方面，还提供了一种并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置的补偿方法，其中，并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置主要包括：一号液压缸、二号液压缸、一号活塞杆、二号活塞杆、一号位移传感器、二号位移传感器、一号控制单元、二号控制单元、一号伺服阀、二号伺服阀、油箱、油泵；油泵的抽油端将油管接入油箱中，将油箱中的液压油抽送至一号伺服阀的进油口和二号伺服阀的进油口；一号伺服阀的两个输油管道分别连接一号液压缸活塞两侧的两个油腔，一号控制单元用于控制一号伺服阀的两个输油管道的流量大小，一号伺服阀的回油管道接入油箱中；二号伺服阀的两个输油管道分别连接二号液压缸活塞两侧的两个油腔，二号控制单元用于控制二号伺服阀的两个输油管道的流量大小，二号伺服阀的回油管道接入所述油箱中；一号位移传感器用于检测一号活塞杆的位移，并将检测结果传送给一号控制单元中；二号位移传感器用于检测二号活塞杆的位移，并将检测结果传送给二号控制单元中；并联双非对称缸协同运动位置同步控制的补偿方法包括：通过一号控制单元根据一号活塞杆和二号活塞杆位移之差的一半来调节一号伺服阀的两个输油管道中流量的大小，二号控制单元根据一号活塞杆的位移和二号活塞杆的位移之差的一半来调节二号伺服阀的两个输油管道中流量的大小，通过一次或多次调节，最终使一号活塞杆的位移和二号活塞杆的位移之差的一半为零为止。
进一步地，通过一号控制单元和二号控制单元对相应的一号伺服阀和二号伺服阀的两个输油管道的流量进行一次或者多次调节，直至一号活塞杆的位移和二号活塞杆的位移之差的一半为零为止的步骤包括：通过每个控制单元，根据如下公式一至公式六来对该控制单元相应的伺服阀的输入电流进行一次或多次调节，直至一号活塞杆的位移和二号活塞杆的位移之差的一半为零为止；其中，公式一至公式六如下：公式一：Xv＝KXvΔi；公式二：QL＝KqXv-KcPL；公式三：公式四：(Aa-Ab)PL＝Mts2Xp+BpsXp+KXp+FL；公式五：ΔQL＝Kq(Xv1-Xv2)；公式六：其中，公式一中，Xv是相应伺服阀阀芯的位移量，KXv是相应伺服阀的阀系数，Δi是相应伺服阀输入的电流变化量；公式二中，QL是相应伺服阀的流量，Kq是相应伺服阀的流量增益，Kc是相应伺服阀流量压力系数，PL是相应负载压力；公式三中，Aa是相应液压缸大腔活塞的有效面积，Ab是相应液压缸小腔活塞杆侧的活塞有效面积，s为拉普拉斯变换的数学算子，XP是相应的活塞位移，Ctp是相应液压缸总泄漏系数，Vt是相应液压缸总的压缩容积，βe是相应液压缸的有效体积弹性模量；公式四中，Mt是相应活塞及负载折算到该活塞上的总质量，Bp是相应活塞及负载的粘性阻尼系数，K是相应负载弹簧刚度，FL是作用在相应活塞上的任意外负载力；公式五中，ΔQL是两伺服阀各自对应的瞬态流量变化量，Xv1是相应一号伺服阀阀芯的位移量，Xv2是相应二号伺服阀阀芯的位移量；公式六中，QL1是相应一号伺服阀的流量，QL2是相应二号伺服阀的流量，ΔXv是两伺服阀各自阀芯位移的变化量，ΔXp是一号液压缸活塞杆位移与二号液压缸活塞杆位移之差的一半。
本发明的并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置及补偿方法，在两个并联协同运动位置同步液压缸中，通过两个位移传感器检测两缸活塞的位移，根据一号液压缸活塞位移和二号液压缸活塞位移之差的一半对相应伺服阀的流量进行调节，使得多次调节后两活塞杆位移之差的一半为零为止，从而实现并联双非对称缸之间位置的协同同步运动，相比现有技术提高了响应速度和同步控制精度。
在并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置中，由于两缸活塞之间没有直接接触，从而在一定程度上相对减小了两缸之间的相互干扰。
此外，由于并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置中采用对两活塞杆的位移之差的一半是否为零为标准进行两缸协同运动位置同步控制的，在液压油运动的瞬态动平衡过程中，当两液压缸活塞位移之差的一半为零时，控制单元便不会对相应伺服阀进行调节，此时两缸处于协同运动位置同步状态；只要两活塞杆位移之差的一半不为零，即使存在很小的误差，控制装置都会对相应伺服阀的电流进行调节，使活塞杆伸长量较大的液压缸中的流量进行负补偿，从而让该液压缸活塞杆的伸长量缩短两活塞杆位移之差的一半，使活塞杆伸长量较小的液压缸中的流量进行正补偿，从而让该液压缸活塞杆的伸长量增加两活塞杆位移之差的一半，这样可以快速调节并联两缸协同运动位置同步，提高响应速度和同步控制精度。
通过以下结合附图对本发明实施最佳的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。
附图说明
本发明可以通过参考下文中结合附图的描述得到更好的理解，其中在所附图中使用了相同或者相近的标记来表示相同或者相近的部件。所述下面的附图连同详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书重要的一部分，而且用来进一步的举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理及优点。在附图中：
图1是示出本发明的并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置的一个示例性的结构示意图；
图2是示出本发明的并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置的控制和补偿方法逻辑算法的示意图。
本领域的技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚的表达所示意出来的，而且并不是按比例绘制的。例如，示图中有些元件相的尺寸相对于其它元件可能放大了，以便有助于对本发明实施例的理解。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清晰和简明起见，在说明书中并没有描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标。例如，符合与系统相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本开发内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
此外，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其它细节。
本发明的实施例提供了一种并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置，其中，并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置主要包括：一号液压缸、二号液压缸、一号活塞杆、二号活塞杆、一号位移传感器、二号位移传感器、一号控制单元、二号控制单元、一号伺服阀、二号伺服阀、油箱、油泵；油泵的抽油端将油管接入油箱中，将油箱中的液压油抽送至一号伺服阀的进油口和二号伺服阀的进油口；一号伺服阀的两个输油管道分别连接一号液压缸活塞两侧的两个油腔，一号控制单元用于控制一号伺服阀的两个输油管道的流量大小，一号伺服阀的回油管道接入油箱中；二号伺服阀的两个输油管道分别连接二号液压缸活塞两侧的两个油腔，二号控制单元用于控制二号伺服阀的两个输油管道的流量大小，二号伺服阀的回油管道接入所述油箱中；一号位移传感器用于检测一号活塞杆的位移，并将检测结果传送给一号控制单元中；二号位移传感器用于检测二号活塞杆的位移，并将检测结果传送给二号控制单元中；通过一号控制单元根据一号活塞杆位移和二号活塞杆位移之差的一半来调节一号伺服阀的两个输油管道中流量的大小，二号控制单元根据一号活塞杆位移和二号活塞杆位移之差的一半来调节二号伺服阀的两个输油管道中流量的大小，通过一次或多次调节，最终使一号活塞杆的位移和二号活塞杆的位移之差的一半为零为止。
图1给出了本发明的并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置的一个示例性的结构示意图；
如图1所示，在该示例中，并联双非对称缸协同运动位置同步控制的装置包括：一号液压缸1-1、二号液压缸1-2、一号活塞杆2-1、二号活塞杆2-2、一号位移传感器3-1、二号位移传感器3-2、一号控制单元4-1、二号控制单元4-2、一号伺服阀5-1、二号伺服阀5-2、油箱6、油泵9。
根据一个所述实现方式，一号控制单元4-1例如包括一号控制器和一号指令器，而二号控制单元4-2例如包括二号控制器和二号指令器。
油泵9的抽油端将油管接入油箱6中，将油箱6中的液压油抽送至一号伺服阀5-1的进油口和二号伺服阀5-2的进油口。
一号伺服阀5-1的两个输油管道分别连接一号液压缸1-1的活塞两侧的两个油腔，一号控制单元4-1用于控制一号伺服阀5-1的两个输油管道的流量大小，一号伺服阀5-1的回油管道接入油箱6中。
一号位移传感器3-1用于检测一号活塞杆2-1的位移，并将检测结果传送给一号控制单元4-1中。
二号伺服阀5-2的两个输油管道分别连接二号液压缸1-2的活塞两侧的两个油腔，二号控制单元4-2用于控制二号伺服阀5-2的两个输油管道的流量大小，二号伺服阀5-2的回油管道接入油箱6中。
二号位移传感器3-2用于检测二号活塞杆2-2的位移，并将检测结果传送给二号控制单元4-2中。
一号控制单元4-1根据一号活塞杆2-1位移和二号活塞杆2-2位移之差的一半来调节一号伺服阀5-1的两个输油管道中流量的大小，二号控制单元4-2根据一号活塞杆2-1位移和二号活塞杆2-2位移之差的一半来调节二号伺服阀5-2的两个输油管道中流量的大小，通过一次或多次调节，最终使一号活塞杆2-1位移和二号活塞杆2-2位移之差的一半为零为止。
根据一个所述实现方式，并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置，还包括压力表7和溢流阀8，其中，压力表7用于检测油泵9的出口管道液压油的压力，油泵9的出口管道上设有所述溢流阀8，溢流阀8的出口接入油箱6中。
此外，根据一个所述实现方式，一号控制单元4-1和二号控制单元4-2中的每一个控制单元通过如下方式调节相应的伺服阀来对相应伺服阀的两个输油管道中的流量大小进行调节；
基于一号活塞杆2-1的位移和二号活塞杆2-2的位移之差的一半，关根据如下的公式一至公式六对相应伺服阀的电流进行多次调节，直至一号活塞杆2-1的位移和二号活塞杆2-2的位移之差的一半为零为止。其中，相应的公式一至公式六如下:
公式一：Xv＝KXvΔi；
公式二：QL＝KqXv-KcPL；
公式三：
公式四：(Aa-Ab)PL＝Mts2Xp+BpsXp+KXp+FL；
公式五：ΔQL＝Kq(Xv1-Xv2)；
公式六：
其中，Xv是相应伺服阀阀芯的位移量。简而言之，针对一号控制单元而言，其在调节一号伺服阀时所使用的公式一和公式二中的Xv表示一号伺服阀阀芯的位移量；针对二号控制单元而言，其在调节二号伺服阀时所使用的公式一和公式二中的Xv表示二号伺服阀阀芯的位移量。
KXv是相应伺服阀的阀系数。简而言之，针对一号控制单元而言，其在调节一号伺服阀时所使用的公式一中的KXv即为一伺服阀的阀系数KXv1；针对二号控制单元而言，其在调节二号伺服阀时所使用的公式一中的KXv即为二号伺服阀的阀系数KXv2。
Δi是相应伺服阀输入的电流变化量。简而言之，针对一号控制单元而言，其在调节一号伺服阀时所使用的公式一中的Δi是一号伺服阀电流输入端所输入的电流变化量；，针对二号控制单元而言，其在调节二号伺服阀时所使用的公式一中的Δi是二号伺服阀电流输入端所输入的电流变化量；
QL是相应伺服阀的流量。
Kq是相应伺服阀的流量增益。
Kc是相应伺服阀流量压力系数。
PL是相应负载压力。
Aa是相应液压缸大腔活塞的有效面积。简而言之，针对一号控制单元而言，其在调节一号伺服阀时所使用的公式三、公式四和公式六中的Aa是一号液压缸内没有连接活塞杆一侧的活塞的有效面积；针对二号控制单元而言，其在调节二号伺服阀时所使用的公式三、公式四和公式六中的Aa是二号液压缸内没有连接活塞杆一侧的活塞的有效面积；
Ab是相应液压缸小腔活塞杆侧的活塞有效面积。简而言之，针对一号控制单元而言，其在调节一号伺服阀时所使用的公式三、公式四和公式六中的Ab是一号液压缸内连接活塞杆一侧的有效面积；针对二号控制单元而言，其在调节二号伺服阀时所使用的公式三、公式四和公式六中的Ab是二号液压缸内连接活塞杆一侧的有效面积；
s为拉普拉斯变换的数学算子。
XP是相应的活塞位移，其中，XP1是一号液压缸活塞的位移，XP2是二号液压缸活塞的位移。简而言之，针对一号控制单元而言，其在调节一号伺服阀时所使用的公式三和公式四中的XP是一号液压缸的活塞位移量XP1；针对二号控制单元而言，其在调节二号伺服阀时所使用的公式三和公式四中的XP是二号液压缸的活塞位移量XP2。
Ctp是相应液压缸总泄漏系数。
Vt是相应液压缸总的压缩容积。
βe是相应液压缸的有效体积弹性模量(包括油液、连接管道和缸体的机械柔度)。
Mt是相应活塞及负载折算到该活塞上的总质量。
Bp是相应活塞及负载的粘性阻尼系数。
K是相应负载弹簧刚度。
FL是作用在相应活塞上的任意外负载力，其中，FL1是作用在一号液压缸的一号活塞杆上的任意外负载力；FL2是作用在二号液压缸的二号活塞杆上的任意外负载力。
ΔQL是两伺服阀各自对应的瞬态流量变化量。简而言之，针对一号控制单元而言，其在调节一号伺服阀时所使用的ΔQL是一号伺服阀对应的瞬态流量变化量；针对二号控制单元而言，其在调节二号伺服阀时所使用的ΔQL是二号伺服阀对应的瞬态流量变化量。
Xv1是相应一号伺服阀阀芯的位移量。
Xv2是相应二号伺服阀阀芯的位移量。
QL1是相应一号伺服阀的流量。
QL2是相应二号伺服阀的流量。
ΔXv是两伺服阀各自阀芯位移的变化量。简而言之，针对一号控制单元而言，其在调节一号伺服阀时所使用的公式六中的ΔXv是一号伺服阀阀芯位移的变化量；针对二号控制单元而言，其在调节二号伺服阀时所使用的公式六中的ΔXv是二号伺服阀阀芯位移的变化量。
ΔXp是一号液压缸活塞杆位移与二号液压缸活塞杆位移之差的一半。简而言之，对于一号控制单元而言，其在调节一号伺服阀时所使用的公式六中的ΔXp即为一号液压缸的活塞杆在相应一号伺服阀的调节作用下发生的位移变化量ΔXp1；对于二号控制单元而言，其在调节二号伺服阀时所使用的公式六中的ΔXp即为二号液压缸的活塞杆在相应二号伺服阀的调节作用下发生的位移变化量ΔXp2。
一号控制单元4-1相应的伺服阀为一号伺服阀5-1，而二号控制单元4-2相应的伺服阀为二号伺服阀5-2。
此外，本发明的实施例还提供了一种并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置及补偿方法，其中，并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置主要包括：一号液压缸、二号液压缸、一号活塞杆、二号活塞杆、一号位移传感器、二号位移传感器、一号控制单元、二号控制单元、一号伺服阀、二号伺服阀、油箱、油泵；油泵的抽油端将油管接入油箱中，将油箱中的液压油抽送至一号伺服阀的进油口和二号伺服阀的进油口；一号伺服阀的两个输油管道分别连接一号液压缸活塞两侧的两个油腔，一号控制单元用于控制一号伺服阀的两个输油管道的流量大小，一号伺服阀的回油管道接入油箱中；二号伺服阀的两个输油管道分别连接二号液压缸活塞两侧的两个油腔，二号控制单元用于控制二号伺服阀的两个输油管道的流量大小，二号伺服阀的回油管道接入所述油箱中；一号位移传感器用于检测一号活塞杆的位移，并将检测结果传送给一号控制单元中；二号位移传感器用于检测二号活塞杆的位移，并将检测结果传送给二号控制单元中；并联双非对称缸协同运动位置同步控制的补偿方法包括：通过一号控制单元根据一号活塞杆和二号活塞杆位移之差的一半来调节一号伺服阀的两个输油管道中流量的大小，二号控制单元根据一号活塞杆的位移和二号活塞杆的位移之差的一半来调节二号伺服阀的两个输油管道中流量的大小，通过一次或多次调节，最终使一号活塞杆的位移和二号活塞杆的位移之差的一半为零为止。
本发明的并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置的补偿方法基于上文中结合图1所描述的并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置来实现，关于并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置的描述可以参看上文，这里不再重复说明。
在本发明的并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置的补偿方法中，通过一号控制单元4-1根据一号活塞杆2-1和二号活塞杆2-2位移之差的一半来调节一号伺服阀5-1的两个输油管道中流量的大小，二号控制单元4-2根据一号活塞杆2-1的位移和二号活塞杆2-2的位移之差的一半来调节二号伺服阀5-2的两个输油管道中流量的大小，通过一次或多次调节，最终使一号活塞杆2-1的位移和二号活塞杆2-2的位移之差的一半为零为止。
根据一个实现方式，上述通过每个控制单元对相应伺服阀的两个输油管道的流量进行一次或者多次调节，直至一号活塞杆2-1的位移和二号活塞杆2-2的位移之差的一半为零为止的步骤可以进行如下处理：
通过每个控制单元，根据如下公式一至公式六对该控制单元相对应的伺服阀的输入电流进行一次或者多次调节，直至一号活塞杆2-1的位移和二号活塞杆2-2的位移之差的一半为零为止。其中，公式一至公式六如上文中所述，这里不再赘述。
优选实施例
电液伺服阀阀芯的位移方程如下：Xv＝KXvΔi。式中，Xv—相应伺服阀阀芯的位移；KXv—相应伺服阀的阀系数；Δi—相应伺服阀输入的电流变化量。
电液伺服阀的流量方程如下：QL＝KqXv-KcPL。式中，QL—相应伺服阀的流量；Kq—相应伺服阀的流量增益；Kc—相应伺服阀流量压力系数；PL—相应负载压力。
由于液压缸所受压力取决于负载，对于并联两缸实际特定工况综合分析假设PL1＝PL2,故而两缸伺服阀的流量方程相减可得：ΔQL＝Kq(Xv1-Xv2)。
液压缸流量连续性方程如下：
式中，Aa—相应液压缸大腔活塞的有效面积；Ab—相应液压缸小腔活塞杆侧的活塞有效面积；s—拉普拉斯变换的数学算子；XP—相应的活塞位移；Ctp—相应液压缸总泄漏系数；Vt—相应液压缸总的压缩容积；βe—相应液压缸的有效体积弹性模量(包括油液、连接管道和缸体的机械柔度)。
无论是否为正、为负或者为零，都存在等式-ΔXP1＝+ΔXP2(“-”表示一号活塞杆位移在调节同步运动过程中的缩短量，“+”表示二号活塞杆位移在调节同步运动过程中的伸长量)恒成立。对于控制系统的逻辑算法而言，有如下的代换及计算过程：
将电液伺服阀的流量方程带入液压缸流量连续性方程并经过适当的变换和计算后可得方程如下：
该方程中伺服阀的流量与相应的阀芯位移和液压缸活塞杆位移之间的相互关系对本发明中的一号液压缸的逻辑算法和二号液压缸的逻辑算法均满足。
对上述同时满足一号液压缸的逻辑算法和二号液压缸的逻辑算法的两个方程进行一定的变换作差可得公式六如下：
式中，ΔXv—两伺服阀各自阀芯位移的变化量；QL1—相应一号伺服阀的流量；QL2是相应二号伺服阀的流量；ΔXp—一号液压缸活塞杆位移与二号液压缸活塞杆位移之差的一半。
为了实现并联双非对称缸协同运动位置同步控制，必须使得ΔXP1＝ΔXP2，所有通过上述的逻辑算法，可以在方框图中达到对结构控制进行补偿的目的。其特征在于
公式一：Xv＝KXvΔi；
公式二：QL＝KqXv-KcPL；
公式三：
公式四：(Aa-Ab)PL＝Mts2Xp+BpsXp+KXp+FL；
公式五：ΔQL＝Kq(Xv1-Xv2)；
公式六：
如图二所示的中间区域，两个输入Xv1和Xv2相减，与Kq相乘得Kq(Xv1-Xv2)，分别补偿给方框图中两个伺服阀流量的输入；同样两个输入流量QL1和QL2相减，与相乘，结果为第三个输入量与相乘，结果为然后两个结果相加得到ΔXv，分别补偿给方框图中两个伺服阀阀芯的位移输入。
这样就实现了并联双非对称缸协同运动位置同步控制在方框图中的补偿，无论ΔXP为实数内何值，都能实现并联双非对称缸协同运动位置同步控制。
尽管根据有限的实施例描述了本发明，但是受益于以上的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。由此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修正和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附的权利要求书限定。

Claims (1)

1.一种并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置，其特征在于，所述并联双非对称缸协同运动位置同步控制装置包括一号液压缸(1-1)、二号液压缸(1-2)、一号活塞杆(2-1)、二号活塞杆(2-2)、一号位移传感器(3-1)、二号位移传感器(3-2)、一号控制单元(4-1)、二号控制单元(4-2)、一号伺服阀(5-1)、二号伺服阀(5-2)、油箱(6)、油泵(9)；所述油泵(9)的抽油端将油管接入油箱(6)中，将所述油箱(6)中的液压油抽送至一号伺服阀(5-1)的进油口和二号伺服阀(5-2)的进油口；所述一号伺服阀(5-1)的两个输油管道分别连接所述一号液压缸(1-1)的活塞两侧的两个油腔，所述一号控制单元(4-1)用于控制所述一号伺服阀(5-1)的两个输油管道的流量大小，所述一号伺服阀(5-1)的回油管道接入所述油箱(6)中；所述一号位移传感器(3-1)用于检测所述一号活塞杆(2-1)的位移，并将检测结果传送给所述一号控制单元(4-1)中；所述二号伺服阀(5-2)的两个输油管道分别连接所述二号液压缸(1-2)的活塞两侧的两个油腔，所述二号控制单元(4-2)用于控制所述二号伺服阀(5-2)的两个输油管道的流量大小，所述二号伺服阀(5-2)的回油管道接入所述油箱(6)中；所述二号位移传感器(3-2)用于检测所述二号活塞杆(2-2)的位移，并将检测结果传送给所述二号控制单元(4-2)中；所述一号控制单元(4-1)根据所述一号活塞杆(2-1)位移和所述二号活塞杆(2-2)位移之差的一半来调节所述一号伺服阀(5-1)的两个输油管道中流量的大小，所述二号控制单元(4-2)根据所述一号活塞杆(2-1)位移和所述二号活塞杆(2-2)位移之差的一半来调节所述二号伺服阀(5-2)的两个输油管道中流量的大小，通过一次或多次调节，最终使所述一号活塞杆(2-1)位移和所述二号活塞杆(2-2)位移之差的一半为零为止；基于所述一号活塞杆(2-1)位移和所述二号活塞杆(2-2)位移之差的调节，可根据公式一至公式六来对相应的一号伺服阀(5-1)和二号伺服阀(5-2)的输入电流进行多次调节，公式一至公式六如下：
公式一：Xv＝KXvΔi；
公式二：QL＝KqXv-KcPL；
公式三：
公式四：(Aa-Ab)PL＝Mts2Xp+BpsXp+KXp+FL；
公式五：ΔQL＝Kq(Xv1-Xv2)；
公式六：
其中，公式一中，Xv是相应伺服阀阀芯的位移量，KXv是相应伺服阀的阀系数，Δi是相应伺服阀输入的电流变化量；公式二中，QL是相应伺服阀的流量，Kq是相应伺服阀的流量增益，Kc是相应伺服阀流量压力系数，PL是相应负载压力；公式三中，Aa是相应液压缸大腔活塞的有效面积，Ab是相应液压缸小腔活塞杆侧的活塞有效面积，s为拉普拉斯变换的数学算子，XP是相应的活塞位移，Ctp是相应液压缸总泄漏系数，Vt是相应液压缸总的压缩容积，βe是相应液压缸的有效体积弹性模量；公式四中，Mt是相应活塞及负载折算到该活塞上的总质量，Bp是相应活塞及负载的粘性阻尼系数，K是相应负载弹簧刚度，FL是作用在相应活塞上的任意外负载力；公式五中，ΔQL是两伺服阀各自对应的瞬态流量变化量，Xv1是相应一号伺服阀阀芯的位移量，Xv2是相应二号伺服阀阀芯的位移量；公式六中，ΔXv是两伺服阀各自阀芯位移的变化量，QL1是相应一号伺服阀的流量，QL2是相应二号伺服阀的流量，ΔXp是一号液压缸活塞杆位移与二号液压缸活塞杆位移之差的一半。
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