CN112628244B - 基于流量控制的液压变压器控制方法及升沉补偿系统 - Google Patents

基于流量控制的液压变压器控制方法及升沉补偿系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于流量控制的液压变压器控制方法，包括以下：第一环节，获取液压变压器的期望流量q1、初级马达工作压力信号p1以及次级马达工作压力信号p2，根据以上数据计算初级马达的排量V1；第二环节，根据所述第一环节中的相关数据结合初级马达的容积效率ηv1计算出液压变压器的转速差Δn；第三环节，根据之前两个环节中的相关数据结合液压变压器的转动惯量I计算得到液压变压器的转矩调节量ΔT；第四环节，根据前三个环节中的相关数据结合初级马达的机械效率ηm1以及次级马达的机械效率ηm2计算得到次级马达的排量V2；根据计算得出的初级马达的排量V1以及次级马达的排量V2进行相应控制。本发明能够实现传统型液压变压器的稳定控制，提高其抗干扰能力。

Description

基于流量控制的液压变压器控制方法及升沉补偿系统
技术领域
本发明涉及升沉补偿系统领域，尤其涉及基于流量控制的液压变压器控制方法及升沉补偿系统。
背景技术
传统型液压变压器两个变量马达的排量调节之间存在力矩耦合，稳态刚度低，抗干扰能力差。当今市场需要一种能够实现传统型液压变压器的稳定控制，抗干扰能力强的液压变压器及其相关控制方法。
发明内容
本发明的目的是为了至少解决现有技术的不足之一，提供基于流量控制的液压变压器控制方法及升沉补偿系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
具体的，提出基于流量控制的液压变压器控制方法，包括以下：
第一环节，获取液压变压器的期望流量q1、初级马达工作压力信号p1以及次级马达工作压力信号p2，根据以上数据计算初级马达的排量V1；
第二环节，根据所述第一环节中的相关数据结合初级马达的容积效率ηv1计算出液压变压器的转速差△n；
第三环节，根据之前两个环节中的相关数据结合液压变压器的转动惯量I计算得到液压变压器的转矩调节量△T；
第四环节，根据前三个环节中的相关数据结合初级马达的机械效率ηm1以及次级马达的机械效率ηm2计算得到次级马达的排量V2；
根据计算得出的初级马达的排量V1以及次级马达的排量V2进行相应控制。
进一步，所述第一环节具体通过以下公式(5)计算初级马达的排量V1，
Figure BDA0002880812650000011
其中V10为初级马达的初始排量，V1max为初级马达的最大调节排量，q1max—液压变压器的最大流量，kdp为差压-排量补偿系数。
进一步，所述第二环节具体通过以下公式(6)计算液压变压器的转速差△n，
Figure BDA0002880812650000021
进一步，所述第三环节具体通过以下公式(7)计算液压变压器转矩调节量△T，
Figure BDA0002880812650000022
其中△t为调节时间，可人为设置。
进一步，所述第四环节具体通过以下公式(8)计算次级马达的排量V2，
Figure BDA0002880812650000023
其中，在能量回收阶段时，式(8)分子中间的符号取-；处于能量释放阶段时，则取+。
本发明还提出一种升沉补偿系统，应用了上述权利要求1-5中所述的基于流量控制的液压变压器控制方法，还包括，绞车型升沉补偿系统，所述绞车型升沉补偿系统包括直驱泵源、驱动马达、液压变压器、蓄能器、滑轮组以及滚筒，
所述直驱泵源包括伺服电机以及液压泵，
所述液压变压器是由两个输出轴刚性连接的变量马达，具体为初级马达a以及次级马达b构成的传统型液压变压器，
所述驱动马达的输出轴通过齿轮与滚筒端面轮毂的内齿轮啮合。
本发明还提出一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
本发明的有益效果为：
本发明提出基于流量控制的液压变压器控制方法及升沉补偿系统，先根据期望流量q1确定初级马达的排量V1，然后通过调节次级马达的排量V2来对液压变压器的转速进行闭环控制，进而能够实现传统型液压变压器的稳定控制，提高其抗干扰能力。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：
图1所示为本发明提出的基于流量控制的液压变压器控制方法流程图；
图2所示为本发明提出的基于流量控制的液压变压器控制方法的原理框图；
图3所示为本发明提出的升沉补偿系统的原理图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
液压变压器具有初级马达排量V1和次级马达排量V2两个可调变量，并且这两个变量之间存在力矩耦合。由于液压变压器的流量实际上是初级马达的流量，因此本文采用如下设计思路：先根据期望流量q1确定初级马达的排量V1，然后通过调节次级马达的排量V2来对液压变压器的转速进行闭环控制，其实质也是基于流量控制。其原理框图如图2所示。
基于此原理，参照图1，实施例1，本发明提出基于流量控制的液压变压器控制方法，包括以下：
第一环节L1，步骤110、获取液压变压器的期望流量q1、初级马达工作压力信号p1以及次级马达工作压力信号p2，根据以上数据计算初级马达的排量V1；
第二环节L2，步骤120、根据所述第一环节中的相关数据结合初级马达的容积效率ηv1计算出液压变压器的转速差△n；
第三环节L3，步骤130、根据之前两个环节中的相关数据结合液压变压器的转动惯量I计算得到液压变压器的转矩调节量△T；
第四环节L4，步骤140、根据前三个环节中的相关数据结合初级马达的机械效率ηm1以及次级马达的机械效率ηm2计算得到次级马达的排量V2；
步骤150、根据计算得出的初级马达的排量V1以及次级马达的排量V2进行相应控制。
在本发明的实施例1中，先根据期望流量q1确定初级马达的排量V1，然后通过调节次级马达的排量V2来对液压变压器的转速进行闭环控制，进而能够实现传统型液压变压器的稳定控制，提高其抗干扰能力。
作为本发明的优选实施方式，所述第一环节具体通过以下公式(5)计算初级马达的排量V1，
Figure BDA0002880812650000041
其中V10为初级马达的初始排量，V1max为初级马达的最大调节排量，q1max—液压变压器的最大流量，kdp为差压-排量补偿系数。
作为本发明的优选实施方式，所述第二环节具体通过以下公式(6)计算液压变压器的转速差△n，
Figure BDA0002880812650000042
其中n为液压变压器的转速；
作为本发明的优选实施方式，所述第三环节具体通过以下公式(7)计算液压变压器转矩调节量△T，
Figure BDA0002880812650000043
其中△t为调节时间，可人为设置。优选的为0.03s。
作为本发明的优选实施方式，所述第四环节具体通过以下公式(8)计算次级马达的排量V2，
Figure BDA0002880812650000044
其中，在能量回收阶段时，式(8)分子中间的符号取-；处于能量释放阶段时，则取+。
参照图3，本发明还提出一种升沉补偿系统，应用了上述权利要求1-5中所述的基于流量控制的液压变压器控制方法，还包括，绞车型升沉补偿系统，所述绞车型升沉补偿系统包括直驱泵源、驱动马达、液压变压器、蓄能器、滑轮组以及滚筒，
所述直驱泵源包括伺服电机以及液压泵，
所述液压变压器是由两个输出轴刚性连接的变量马达，具体为初级马达a以及次级马达b构成的传统型液压变压器，
所述驱动马达的输出轴通过齿轮与滚筒端面轮毂的内齿轮啮合。
其中初级马达的机械效率ηm1以及次级马达的机械效率ηm2可以直接读取，而V10为初级马达的初始排量，V1max为初级马达的最大调节排量，q1max—液压变压器的最大流量这也是在选定了元器件之后能够直接得到的，kdp为差压-排量补偿系数通过实验论证人为设定，初级马达的容积效率ηv1也是能够根据初级马达型号直接确定的，△t为调节时间能够根据液压变压器工作情况确定。
该系统主要由直驱泵源(含伺服电机1和液压泵2)、驱动马达3、液压变压器4、蓄能器5、滑轮组6、滚筒7等组成。
液压变压器是由两个输出轴刚性连接的变量马达(初级马达a和次级马达b)构成的传统型液压变压器；回收效率高，反应速度快。驱动马达的输出轴通过齿轮与滚筒端面轮毂的内齿轮啮合。
在应用了本发明所述的方法之后，本系统能够实现传统型液压变压器的稳定控制，提高其抗干扰能力。
本发明还提出一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例中的方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储的介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (7)

1.基于流量控制的液压变压器控制方法，其特征在于，包括以下：
第一环节，获取液压变压器的期望流量q1、初级马达工作压力信号p1以及次级马达工作压力信号p2，根据以上数据计算初级马达的排量V1；
第二环节，根据所述第一环节中的相关数据结合初级马达的容积效率ηv1计算出液压变压器的转速差Δn；
第三环节，根据之前两个环节中的相关数据结合液压变压器的转动惯量I计算得到液压变压器的转矩调节量ΔT；
第四环节，根据前三个环节中的相关数据结合初级马达的机械效率ηm1以及次级马达的机械效率ηm2计算得到次级马达的排量V2；
根据计算得出的初级马达的排量V1以及次级马达的排量V2进行相应控制。
2.根据权利要求1所述的基于流量控制的液压变压器控制方法，其特征在于，所述第一环节具体通过以下公式(5)计算初级马达的排量V1，
Figure FDA0004182116640000011
其中V 10为初级马达的初始排量，V 1max为初级马达的最大调节排量，q1max—液压变压器的最大流量，k dp为差压-排量补偿系数。
3.根据权利要求1所述的基于流量控制的液压变压器控制方法，其特征在于，所述第二环节具体通过以下公式(6)计算液压变压器的转速差Δn，
Figure FDA0004182116640000012
其中n为液压变压器的转速。
4.根据权利要求1所述的基于流量控制的液压变压器控制方法，其特征在于，所述第三环节具体通过以下公式(7)计算液压变压器转矩调节量ΔT，
Figure FDA0004182116640000013
其中Δt为调节时间，能够人为设置。
5.根据权利要求1所述的基于流量控制的液压变压器控制方法，其特征在于，所述第四环节具体通过以下公式(8)计算次级马达的排量V 2，
Figure FDA0004182116640000021
其中，在能量回收阶段时，式(8)分子中间的符号取-；处于能量释放阶段时，则取+。
6.一种升沉补偿系统，其特征在于，应用了上述权利要求1-5中任一项所述的基于流量控制的液压变压器控制方法，还包括，绞车型升沉补偿系统，所述绞车型升沉补偿系统包括直驱泵源、驱动马达、液压变压器、蓄能器、滑轮组以及滚筒，
所述直驱泵源包括伺服电机以及液压泵，
所述液压变压器是由两个输出轴刚性连接的变量马达，具体为初级马达a以及次级马达b构成的液压变压器，
所述驱动马达的输出轴通过齿轮与滚筒端面轮毂的内齿轮啮合。
7.一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述方法的环节。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB428605A (en) * 1933-01-30 1935-05-13 Walther Voith Improvements in or relating to controlling hydraulic gears
US20100326061A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Gabriel Emil Buruga "Buruga" hydraulic vehicle engine
CN103671304B (zh) * 2013-12-23 2015-11-04 哈尔滨理工大学 一种集成式液压变压器
CN105329796B (zh) * 2015-12-08 2017-08-11 南通大学 一种气动绞车主动升沉补偿装置及控制方法
CN111997824B (zh) * 2020-08-14 2022-02-11 合肥工业大学 一种基于容积调节原理的液压式波浪能发电系统

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