CN108591148A - 液压工程装备的精确控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液压工程装备的精确控制方法，包括：提供第一液压泵以及第二液压泵；提供第一优先控制阀；提供第二优先控制阀，第一优先控制阀与第二优先控制阀同时与第一液压泵相连；提供回转液压机构控制阀，其与第一优先控制阀相连；提供回转液压机构；提供线性动作油缸控制阀，其与第二液压泵相连；提供多个线性动作油缸，多个线性动作油缸同时由第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀控制；提供回转机构液体压力传感器；提供第一反馈元件，其与回转机构液体压力传感器电连接，用于将所感测的回转液压机构内的液压数值反馈给可编程控制器；其中，第一优先控制阀用于基于操作信号，优先将第一液压泵提供的油液提供给回转液压机构控制阀。
Description
技术领域
本发明涉及液压控制方法领域，特别涉及一种液压工程装备的精确控制方法。
背景技术
随着我国城市建设速度的不断加快，公路、铁路、水利等基础民生工程建设规模的不断扩大，挖掘机、高空作业车、汽车起重机等通用工程机械得到了广泛应用，它们是现代施工过程中必不或缺的大型工程装备。工程机械的使用可有助于减少人力、物力的参与程度，降低安全事故发生的概率，符合以人为本的施工理念，同时工程机械的使用能够大大提高施工作业效率，辅助施工人员完成复杂、高难度的施工作业。通用工程机械的特点是具有多个执行机构，例如挖掘机由大臂、斗杆、铲斗、转台几个部分组成，通过分别操控各执行机构的运动以实现组合挖掘、直线平整等施工作业；高空作业车则具有多节Z字型的折叠臂，通过各节臂的组合操控实现将施工人员移送到指定施工位置。
但现有工程机械的自动化程度较低，在施工过程以手动的方式进行，通过拨动控制手柄的方向和位置来确定单个执行机构的运动方向和速度，且各执行机构间的运动相互独立。例如，汽车起重机的臂架变幅和伸缩控制是由多个液压先导手柄实现，混凝土泵车、桥梁检测车以及高空作业车等设备中的臂架运动则是通过电液先导的方式实现，通过遥控器面板上多个摇杆来发送驱动指令，接收器根据相应的指令输出给比例阀控制信号，以驱动相应执行机构的动作。手动的操控方式虽然实现起来简单、直观，但需要人力、物力的辅助，严重制约了施工效率以及整体施工水平的提高，同时易引发安全事故，而且这些现象随着现代施工工程广度和难度的不断加大越发地突出，所以施工行业中对工程机械自动化的运动控制有着非常迫切的应用需求。已出台的《中国制造2025》规划中详细阐述了国家对制造业的自动化和智能化的总体部属及指导意见，因此工程设备的自动化不仅是行业发展的必然趋势，且已成为时代发展的必然要求。聚焦到我们河南省，省里针对制造业的发展给出指导意见，促进制造业与互联网的融合发展，因此工程机械必然向着自动化、智能化的方向迈进。要实现工程机械的自动化并得到工程化应用，必须要解决具有强非线性电液控制系统的伺服控制问题和多执行机构的协同控制，它们是自动化实现的关键。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压工程装备的精确控制方法，从而克服现有技术的缺点。
本发明提供了一种液压工程装备的精确控制方法，包括：提供第一液压泵以及第二液压泵；提供第一优先控制阀；提供第二优先控制阀，其中，第一优先控制阀与第二优先控制阀同时与第一液压泵相连；提供回转液压机构控制阀，回转液压机构控制阀与第一优先控制阀相连；提供回转液压机构，回转液压机构由回转液压机构控制阀控制；提供线性动作油缸控制阀，线性动作油缸控制阀与第二液压泵相连；提供多个线性动作油缸，多个线性动作油缸同时由第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀控制；提供回转机构液体压力传感器，回转机构液体压力传感器用于感测回转液压机构内的液压数值；以及提供第一反馈元件，第一反馈元件与回转机构液体压力传感器电连接，第一反馈元件用于将所感测的回转液压机构内的液压数值反馈给可编程控制器；其中，第一优先控制阀用于基于操作信号，优先将第一液压泵提供的油液提供给回转液压机构控制阀。
优选地，上述技术方案中，多个线性动作油缸包括：第一线性动作油缸、第二线性动作油缸、第三线性动作油缸、第四线性动作油缸。
优选地，上述技术方案中，控制方法包括：提供第一液体压力传感器，第一液体压力传感器用于感测第一线性动作油缸内的液压数值；提供第二液体压力传感器，第二液体压力传感器用于感测第二线性动作油缸内的液压数值；提供第三液体压力传感器，第三液体压力传感器用于感测第三线性动作油缸内的液压数值；提供第四液体压力传感器，第四液体压力传感器用于感测第四线性动作油缸内的液压数值。
优选地，上述技术方案中，控制方法包括：提供第二反馈元件，第二反馈元件用于将所感测的第一线性动作油缸内的液压数值和第二线性动作油缸内的液压数值反馈给可编程控制器；提供第三反馈元件，第三反馈元件用于将所感测的第三线性动作油缸内的液压数值和第四线性动作油缸内的液压数值反馈给可编程控制器。
优选地，上述技术方案中，控制方法包括：提供第一放大器、第二放大器以及第三放大器；其中，第一放大器、第二放大器以及第三放大器分别与可编程控制器电连接；并且其中，可编程控制器基于第一反馈元件、第二反馈元件以及第三反馈元件反馈的液压数值，并结合预定的目标液压数值，分别生成针对第一放大器、第二放大器和第三放大器的第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号。
优选地，上述技术方案中，其中，第一放大器与线性动作油缸控制阀电连接，线性动作油缸控制阀能够基于第一控制信号，控制向第一线性动作油缸、第二线性动作油缸、第三线性动作油缸以及第四线性动作油缸提供的油液的状态。
优选地，上述技术方案中，其中，第二放大器与回转液压机构控制阀电连接，回转液压机构控制阀能够基于第二控制信号，控制向回转液压机构提供的油液的状态。
优选地，上述技术方案中，其中，第三放大器与第一液压泵以及第二液压泵相连，第一液压泵以及第二液压泵能够基于第三控制信号，控制向第一优先控制阀、第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀提供的油液的状态。
与现有技术相比，本发明的液压工程装备的精确控制方法具有如下有益效果：通过发明人的研究发现，现有技术中的液压系统存在如下缺陷：存在强非线性(例如死区)和参数不确定性问题。为了解决现有技术中的问题，本申请提出了一种新的液压工程装备的精确控制方法，本发明的控制方法可扩展性强，本发明的控制方法能够广泛应用于各种工程装备(例如：混凝土泵车臂架运动控制，挖掘机各节臂的协同运动控制或者高空作业车多臂协同运动控制)。通过本发明的液压控制方法和系统，本发明能够实现：1、精确、连续、稳定的运动控制；2、避免在干扰环境下直接叠加式补偿引入的比例阀频繁换向，降低换向频率，优化运动控制性能；3、考虑系统存在参数不确定等因素，优化各执行机构的运动控制性能。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是根据本发明的实施例的液压控制系统的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的控制方法及控制系统能够用于任何种类的工程装备，举例而言，本申请的液压控制系统和方法能够用于混凝土泵车臂架运动控制，挖掘机各节臂的协同运动控制或者高空作业车多臂协同运动控制。
实施例1
一种混凝土泵车臂架。该混凝土泵车臂架应用本发明的控制方法，该控制方法包括：提供第一液压泵以及第二液压泵；提供第一优先控制阀；提供第二优先控制阀，其中，第一优先控制阀与第二优先控制阀同时与第一液压泵相连；提供回转液压机构控制阀，回转液压机构控制阀与第一优先控制阀相连；提供回转液压机构，回转液压机构由回转液压机构控制阀控制；提供线性动作油缸控制阀，线性动作油缸控制阀与第二液压泵相连；提供多个线性动作油缸，多个线性动作油缸同时由第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀控制；提供回转机构液体压力传感器，回转机构液体压力传感器用于感测回转液压机构内的液压数值；提供第一反馈元件，第一反馈元件与回转机构液体压力传感器电连接，第一反馈元件用于将所感测的回转液压机构内的液压数值反馈给可编程控制器；其中，第一优先控制阀用于基于操作信号，优先将第一液压泵提供的油液提供给回转液压机构控制阀。
实施例2
一种挖掘机，挖掘机使用本发明的控制方法。该控制方法包括：提供第一液压泵以及第二液压泵；提供第一优先控制阀；提供第二优先控制阀，其中，第一优先控制阀与第二优先控制阀同时与第一液压泵相连；提供回转液压机构控制阀，回转液压机构控制阀与第一优先控制阀相连；提供回转液压机构，回转液压机构由回转液压机构控制阀控制；提供线性动作油缸控制阀，线性动作油缸控制阀与第二液压泵相连；提供多个线性动作油缸，多个线性动作油缸同时由第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀控制；提供回转机构液体压力传感器，回转机构液体压力传感器用于感测回转液压机构内的液压数值；提供第一反馈元件，第一反馈元件与回转机构液体压力传感器电连接，第一反馈元件用于将所感测的回转液压机构内的液压数值反馈给可编程控制器；其中，第一优先控制阀用于基于操作信号，优先将第一液压泵提供的油液提供给回转液压机构控制阀。多个线性动作油缸包括：第一线性动作油缸、第二线性动作油缸、第三线性动作油缸、第四线性动作油缸。控制方法包括：提供第一液体压力传感器，第一液体压力传感器用于感测第一线性动作油缸内的液压数值；提供第二液体压力传感器，第二液体压力传感器用于感测第二线性动作油缸内的液压数值；提供第三液体压力传感器，第三液体压力传感器用于感测第三线性动作油缸内的液压数值；提供第四液体压力传感器，第四液体压力传感器用于感测第四线性动作油缸内的液压数值。
实施例3
一种高空作业车，高空作业车使用本发明的控制方法。该控制方法包括：提供第一液压泵以及第二液压泵；提供第一优先控制阀；提供第二优先控制阀，其中，第一优先控制阀与第二优先控制阀同时与第一液压泵相连；提供回转液压机构控制阀，回转液压机构控制阀与第一优先控制阀相连；提供回转液压机构，回转液压机构由回转液压机构控制阀控制；提供线性动作油缸控制阀，线性动作油缸控制阀与第二液压泵相连；提供多个线性动作油缸，多个线性动作油缸同时由第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀控制；提供回转机构液体压力传感器，回转机构液体压力传感器用于感测回转液压机构内的液压数值；提供第一反馈元件，第一反馈元件与回转机构液体压力传感器电连接，第一反馈元件用于将所感测的回转液压机构内的液压数值反馈给可编程控制器；其中，第一优先控制阀用于基于操作信号，优先将第一液压泵提供的油液提供给回转液压机构控制阀。控制方法包括：提供第二反馈元件，第二反馈元件用于将所感测的第一线性动作油缸内的液压数值和第二线性动作油缸内的液压数值反馈给可编程控制器；提供第三反馈元件，第三反馈元件用于将所感测的第三线性动作油缸内的液压数值和第四线性动作油缸内的液压数值反馈给可编程控制器。控制方法包括：提供第一放大器、第二放大器以及第三放大器；其中，第一放大器、第二放大器以及第三放大器分别与可编程控制器电连接；并且其中，可编程控制器基于第一反馈元件、第二反馈元件以及第三反馈元件反馈的液压数值，并结合预定的目标液压数值，分别生成针对第一放大器、第二放大器和第三放大器的第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号。其中，第一放大器与线性动作油缸控制阀电连接，线性动作油缸控制阀能够基于第一控制信号，控制向第一线性动作油缸、第二线性动作油缸、第三线性动作油缸以及第四线性动作油缸提供的油液的状态。其中，第二放大器与回转液压机构控制阀电连接，回转液压机构控制阀能够基于第二控制信号，控制向回转液压机构提供的油液的状态。其中，第三放大器与第一液压泵以及第二液压泵相连，第一液压泵以及第二液压泵能够基于第三控制信号，控制向第一优先控制阀、第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀提供的油液的状态。
实施例4
图1是根据本发明的实施例的液压控制系统的示意图。该液压控制系统可以用于盾构机液压组件的控制。如图1所示，本发明的液压控制系统包括：第一液压泵1以及第二液压泵2，第一液压泵1以及第二液压泵2由动力装置24驱动；第一优先控制阀3；第二优先控制阀4，其中，第一优先控制阀3与第二优先控制阀4同时与第一液压泵1相连；回转液压机构控制阀5，回转液压机构控制阀5与第一优先控制阀相连；回转液压机构8，回转液压机构8由回转液压机构控制阀控制；线性动作油缸控制阀6，线性动作油缸控制阀6与第二液压泵相连；多个线性动作油缸，多个线性动作油缸同时由第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀控制；回转机构液体压力传感器7，回转机构液体压力传感器7用于感测回转液压机构内的液压数值；第一反馈元件9，第一反馈元件与回转机构液体压力传感器电连接，第一反馈元件用于将所感测的回转液压机构内的液压数值反馈给可编程控制器10；其中，第一优先控制阀用于基于操作信号，优先将第一液压泵的油液给回转液压机构控制阀。
实施例5
图1是根据本发明的实施例的液压控制系统的示意图。该液压控制系统可以用于起重机组件的控制。除实施例4中包括的系统组件之外，实施例5的系统还包括：优选地，上述技术方案中，其特征在于：多个线性动作油缸包括：第一线性动作油缸11、第二线性动作油缸12、第三线性动作油缸13、第四线性动作油缸14。控制方法包括：第一液体压力传感器15，第一液体压力传感器用于感测第一线性动作油缸内的液压数值；第二液体压力传感器16，第二液体压力传感器用于感测第二线性动作油缸内的液压数值；第三液体压力传感器17，第三液体压力传感器用于感测第三线性动作油缸内的液压数值；第四液体压力传感器18，第四液体压力传感器用于感测第四线性动作油缸内的液压数值。控制方法包括：第二反馈元件19，第二反馈元件用于将所感测的第一线性动作油缸内的液压数值和第二线性动作油缸内的液压数值反馈给可编程控制器；第三反馈元件20，第三反馈元件用于将所感测的第三线性动作油缸内的液压数值和第四线性动作油缸内的液压数值反馈给可编程控制器。控制方法包括：第一放大器21、第二放大器22以及第三放大器23；其中，第一放大器、第二放大器以及第三放大器分别与可编程控制器电连接；并且其中，可编程控制器基于第一反馈元件、第二反馈元件以及第三反馈元件反馈的液压数值，并结合预定的目标液压数值，分别生成针对第一放大器、第二放大器和第三放大器的第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号。其中，第一放大器与线性动作油缸控制阀电连接，线性动作油缸控制阀能够基于第一控制信号，控制向第一线性动作油缸、第二线性动作油缸、第三线性动作油缸以及第四线性动作油缸的油液的状态。其中，第二放大器与回转液压机构控制阀电连接，回转液压机构控制阀能够基于第二控制信号，控制向回转液压机构的油液的状态。其中，第三放大器与第一液压泵以及第二液压泵相连，第一液压泵以及第二液压泵能够基于第三控制信号，控制向第一优先控制阀、第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀的油液的状态。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种液压工程装备的精确控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
提供第一液压泵以及第二液压泵；
提供第一优先控制阀；
提供第二优先控制阀，其中，所述第一优先控制阀与所述第二优先控制阀同时与所述第一液压泵相连；
提供回转液压机构控制阀，所述回转液压机构控制阀与所述第一优先控制阀相连；
提供回转液压机构，所述回转液压机构由所述回转液压机构控制阀控制；
提供线性动作油缸控制阀，所述线性动作油缸控制阀与所述第二液压泵相连；
提供多个线性动作油缸，所述多个线性动作油缸同时由所述第二优先控制阀以及所述线性动作油缸控制阀控制；
提供回转机构液体压力传感器，所述回转机构液体压力传感器用于感测所述回转液压机构内的液压数值；以及
提供第一反馈元件，所述第一反馈元件与所述回转机构液体压力传感器电连接，所述第一反馈元件用于将所感测的回转液压机构内的液压数值反馈给可编程控制器；
其中，所述第一优先控制阀用于基于操作信号，优先将所述第一液压泵提供的油液提供给所述回转液压机构控制阀。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述多个线性动作油缸包括：第一线性动作油缸、第二线性动作油缸、第三线性动作油缸、第四线性动作油缸。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
提供第一液体压力传感器，所述第一液体压力传感器用于感测所述第一线性动作油缸内的液压数值；
提供第二液体压力传感器，所述第二液体压力传感器用于感测所述第二线性动作油缸内的液压数值；
提供第三液体压力传感器，所述第三液体压力传感器用于感测所述第三线性动作油缸内的液压数值；以及
提供第四液体压力传感器，所述第四液体压力传感器用于感测所述第四线性动作油缸内的液压数值。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
提供第二反馈元件，所述第二反馈元件用于将所感测的第一线性动作油缸内的液压数值和第二线性动作油缸内的液压数值反馈给可编程控制器；以及
提供第三反馈元件，所述第三反馈元件用于将所感测的第三线性动作油缸内的液压数值和第四线性动作油缸内的液压数值反馈给可编程控制器。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
提供第一放大器、第二放大器以及第三放大器；
其中，所述第一放大器、第二放大器以及第三放大器分别与所述可编程控制器电连接；并且其中，所述可编程控制器基于所述第一反馈元件、所述第二反馈元件以及所述第三反馈元件反馈的液压数值，并结合预定的目标液压数值，分别生成针对所述第一放大器、第二放大器和第三放大器的第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，其中，所述第一放大器与所述线性动作油缸控制阀电连接，所述线性动作油缸控制阀能够基于所述第一控制信号，控制向所述第一线性动作油缸、第二线性动作油缸、第三线性动作油缸以及第四线性动作油缸提供的油液的状态。
7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，其中，所述第二放大器与所述回转液压机构控制阀电连接，所述回转液压机构控制阀能够基于所述第二控制信号，控制向所述回转液压机构提供的油液的状态。
8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，其中，所述第三放大器与第一液压泵以及第二液压泵相连，所述第一液压泵以及第二液压泵能够基于所述第三控制信号，控制向所述第一优先控制阀、第二优先控制阀以及线性动作油缸控制阀提供的油液的状态。
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