CN115324970B - 交变电液伺服系统零位特性外置控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动控制技术领域，提出了交变电液伺服系统零位特性外置控制方法及系统，包括：接收来自指令发生器的指令信号，并对指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；在指令信号的频率信息小于频率阈值时，输出控制信号到比例控制单元的控制端；频率阈值为预先设置的参数；比例控制单元的第一工作油口与电液伺服阀的A口连通，比例控制单元的第二工作油口与电液伺服阀的B口连通，同步启动信号用于控制比例控制单元的启动与电液伺服阀同步。通过上述技术方案，解决了现有技术中电液伺服系统在零位区间的控制精度和稳定性差的问题。

Description

交变电液伺服系统零位特性外置控制方法及系统

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，涉及交变电液伺服系统零位特性外置控制方法及系统。

背景技术

装备有电液伺服阀的电液伺服系统，换向时在零位区间都会存在压力与流量突变的现象，影响控制精度与系统的稳定性，周期性循环工况下频率越低影响越大、频率越高影响越小，特别是在小于10Hz较低频率循环工况下影响尤为明显，原因在于负载在峰值出力或位移时正好处于换向点，受系统负载惯性的影响，此时需要较大的流量增益，然而为保证电液伺服阀具有较高的频响特性，电液伺服阀零位采用的为零遮盖和遮盖量很小的正遮盖或负遮盖，零位增益受到限制，导致系统此时出现需求流量与压力不足的现象，俗称“死区”。

对于“死区”现象，目前的处理方法主要是利用电子控制技术，如基于状态估计的液压伺服自适应鲁棒控制技术(ARC)、基于误差符号积分鲁棒(RISE) 反馈控制方法、基于非线性神经网络的液压伺服系统MRAC控制方法等，对比指令信号与系统输出信号，生成对电液伺服阀的控制信号，采用控制算法进行前馈补偿，加大伺服阀零位区间的力矩马达驱动电流，促使阀芯快速通过零位区间，改善零位区间的压力与流量突变程度。然而受周期性工况下液压伺服系统存在高阶响应的影响，提高增益反馈虽然可以解决变频工况低频段的控制精度，但在高频段的高阶动态响应的增强又会影响系统跟踪性能，为保证全频段下的控制精度，液压伺服系统并不提倡使用高增益反馈，因此这些方法的应用受到了一定的限制。

发明内容

本发明提出交变电液伺服系统零位特性外置控制方法及系统，解决了现有技术中电液伺服系统在零位区间的控制精度和稳定性差的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，交变电液伺服系统零位特性外置控制方法，应用于交变电液伺服系统，所述交变电液伺服系统包括依次连接的指令发生器、电液伺服阀和双向液压缸，所述电液伺服阀的A口和B口分别与所述双向液压缸的两个工作油口连通，包括：

接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；所述控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；

在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端；所述频率阈值为预先设置的参数；

所述比例控制单元的第一工作油口与所述电液伺服阀的A口连通，所述比例控制单元的第二工作油口与所述电液伺服阀的B口连通，所述同步启动信号用于同步控制所述比例控制单元和所述电液伺服阀。

第二方面，交变电液伺服系统零位特性外置控制系统，应用于交变电液伺服系统，所述交变电液伺服系统包括依次连接的指令发生器、电液伺服阀和双向液压缸，所述电液伺服阀的A口和B口分别与所述双向液压缸的两个工作油口连通，包括：

第一接收单元，用于接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；所述控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；

第一处理单元，用于在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端；所述频率阈值为预先设置的参数；

所述比例控制单元的第一工作油口与所述电液伺服阀的A口连通，所述比例控制单元的第二工作油口与所述电液伺服阀的B口连通，所述同步启动信号用于控制比例控制单元的启动与电液伺服阀同步。

第三方面，交变电液伺服系统零位特性外置控制系统，应用于交变电液伺服系统，所述交变电液伺服系统包括依次连接的指令发生器、电液伺服阀和双向液压缸，所述电液伺服阀的A口和B口分别与所述双向液压缸的两个工作油口连通，包括处理器和比例控制单元，所述处理器具体用于：

接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；所述控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；

在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端；所述频率阈值为预先设置的参数；

所述比例控制单元的第一工作油口与所述电液伺服阀的A口连通，所述比例控制单元的第二工作油口与所述电液伺服阀的B口连通，所述同步启动信号用于控制比例控制单元的启动与电液伺服阀同步。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明在原有交变电液伺服系统的基础上，通过增加比例控制单元，在电液伺服阀的A口和B口之间设置了一个外置控制通道，在低频运行时，通过输出控制信号到比例控制单元的控制端，能够调节外置控制通道（比例控制单元的第一工作油口和第二工作油口之间的导通通道）的大小。在高频运行时，可以切断外置控制通道。A口作为电液伺服阀A腔的工作油口，B口作为电液伺服阀B腔的工作油口，因此，通过调节外置控制通道的大小，能够调节电液伺服阀的A腔和B腔之间的流量和压力，明显改善低频周期工况时电液伺服阀零位流量增益受限的问题，而且也避免了传统的高反馈增益引起的高频动态对系统跟踪性能的影响，保证系统全频段下的控制精度。

具体的，首先接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；指令信号中的同步启动信号用于控制比例控制单元和电液伺服阀同步动作，实现对交变电液伺服系统零位区间流量与压力突变的调节。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为电液伺服阀的零位遮盖示意图；

图2为本发明交变电液伺服系统零位特性外置控制方法流程图；

图3为本发明中比例控制单元和电液伺服阀的连接关系示意图；

图4为本发明中比例控制单元的结构示意图；

图5为本发明交变电液伺服系统零位特性外置控制方法的一个示例流程图；

图6为本发明中预设曲线示意图；

图7为2Hz定频正弦指令信号下本发明与传统液压伺服系统负载力信号与工作腔压差对比图；

图8为在1-21Hz线性变频正弦指令信号下本发明与传统液压伺服系统负载力信号对比图；

图9为在1-21Hz线性变频正弦指令信号下本发明与传统液压伺服系统工作腔压差对比图；

图10为本发明交变电液伺服系统零位特性外置控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

实施例一

本实施例交变电液伺服系统零位特性外置控制方法应用于交变电液伺服系统，如图3所示，所述交变电液伺服系统包括依次连接的指令发生器（图3中未示出）、电液伺服阀和双向液压缸，所述电液伺服阀的A口和B口分别与所述双向液压缸的两个工作油口连通。

电液伺服阀的零位遮盖如图1所示，阀芯的凸肩宽度用t表示，阀套的槽宽用h表示。如图1（a）所示，当凸肩宽度t大于槽宽h时，称为正遮盖，也就是说凸肩把槽口全部遮住：这说明即使阀芯已经有了动作，但也不一定立即有流量通过阀口。如图1（b）所示，当凸肩宽度t等于槽宽h时，称为零遮盖，就是说凸肩刚好把槽口遮住。如图1（c）所示，当凸肩宽度t小于槽宽h时，称为负遮盖，也就是说凸肩遮不住槽口，这说明当阀芯在初始位置还没动作的时候，就有流量通过阀口了。如果正遮盖量过大，将会降低伺服阀的频响特性；如果负遮盖量过大，意味着伺服阀的内泄量就会增大，整个工作过程的发热量就会很大，同时稳定性也变差，这是伺服阀所忌讳的，所以伺服阀的遮盖量都很小。

如图2所示，为本实施例交变电液伺服系统零位特性外置控制方法流程图，包括：

S100：接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；所述控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息。

具体的，本实施例首先接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；指令信号中的同步启动信号用于控制比例控制单元和电液伺服阀同步动作。

S200：在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端；所述频率阈值为预先设置的参数；

如图3所示，所述比例控制单元的第一工作油口与所述电液伺服阀的A口连通，所述比例控制单元的第二工作油口与所述电液伺服阀的B口连通，所述同步启动信号用于控制所述比例控制单元和所述电液伺服阀同步动作。

本实施例在原有交变电液伺服系统的基础上，通过增加比例控制单元，在电液伺服阀的A口和B口之间设置了一个外置控制通道，在低频运行时，通过输出控制信号到比例控制单元的控制端，能够调节外置控制通道（比例控制单元的第一工作油口和第二工作油口之间的导通通道）的大小。在高频运行时，可以切断外置控制通道。A口作为电液伺服阀A腔的工作油口，B口作为电液伺服阀B腔的工作油口，因此，通过调节外置控制通道的大小，能够调节电液伺服阀的A腔和B腔之间的流量和压力。

具体的，如图3所示，假如原有的液压伺服系统中，液压油从电液伺服阀的供油口P经A口进入双向液压缸的第一工作腔，第二工作腔的液压油从B口回油。增加比例控制单元之后，通过控制比例控制单元导通，从双向液压缸的第二工作腔流出的液压油依次经比例控制单元的第二工作油口PB、比例控制单元的第一工作油口PA进入双向液压缸的第一工作腔，增加了进入第一工作腔的流量，缓减了换向时第一工作腔和第二工作腔的压力突变、提高了流量增益。

本实施例能够明显改善低频周期工况时电液伺服阀零位流量增益受限的问题，而且也避免了传统的高反馈增益引起的高频动态对系统跟踪性能的影响，保证系统全频段下的控制精度。

进一步，所述控制信号为PWM信号，所述指令信号为定频信号或变频信号，在所述指令信号为定频信号时，所述指令信号的频率信息包括运行频率，在所述指令信号为变频信号时，所述指令信号的频率信息包括第一频率、第二频率和上升时间；

步骤S200具体包括：

S210：在所述指令信号为定频信号、且所述运行频率小于频率阈值时，将PWM常量设定值作为第一占空比设定值，根据所述第一占空比设定值输出第一PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第一PWM信号的持续时间为所述指令信号的时间长度；所述PWM常量设定值为预先设置的参数；

指令信号可以是定频信号或变频信号，当指令信号为定频信号、且所述运行频率小于频率阈值时，控制比例控制单元工作，且输出第一PWM信号，控制比例控制单元的开度。根据实际需要，通过预先输入不同的PWM常量设定值，可以调节第一PWM信号的占空比。

S220：在所述指令信号为变频信号、且所述第一频率小于所述频率阈值时，根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间，并根据PWM变量系数设定值和预设曲线，计算第二占空比设定值，根据所述第二占空比设定值输出第二PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第二PWM信号的持续时间为外置控制时间；所述PWM变量系数设定值和所述预设曲线均为预先设置的参数。

当指令信号为变频信号、且第一频率小于频率阈值时，根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间T，在外置控制时间T内控制比例控制阀工作，且输出第二PWM信号控制比例控制单元的开度。第二PWM信号的占空比随时间变化，实现比例控制单元的开度随时间变化，从而实现零位区间流量增益可调。根据实际需要，通过预先输入不同的PWM变量系数设定值和预设曲线，可以调节第二PWM信号的占空比。

本实施例能够明显改善低频周期工况时电液伺服阀零位流量增益受限的问题，在非零位区间，比例控制单元的开度与电液伺服阀的开度相比，可以忽略不计。因此，在非零位区间，本实施例方法不影响电液伺服系统的流量增益。

进一步，如图4所示，所述比例控制单元包括第一单向阀P1、第二单向阀P2、第三单向阀P3、第四单向阀P4和比例控制阀，所述第一单向阀P1的A1口作为所述比例控制单元的第一工作油口PA，与所述电液伺服阀的A口连通，所述第一单向阀P1的B1口与所述第二单向阀P2的B2口连通，所述第二单向阀P2的A2口与所述第三单向阀P3的B3口连通，所述第三单向阀P3的A3口与所述第四单向阀P4的A4口连通，所述第四单向阀P4的B4口与所述电液伺服阀的A口连通，所述第二单向阀P2的A2口作为所述比例控制单元的第二工作油口PB，与所述电液伺服阀的B口连通，

所述第一单向阀P1的B1口与所述比例控制阀的第一工作油口连通，所述比例控制阀的第二工作油口与所述第三单向阀P3的A3口连通，所述比例控制阀的控制端作为所述比例控制单元的控制端PC。

当比例控制单元第一工作油口PA的压力大于第二工作油口PB的压力时，第一单向阀P1和第三单向阀P3导通，液压油从第一工作油口PA依次经过第一单向阀P1、比例控制阀、第三单向阀P3进入第二工作油口PB；反之，当比例控制单元第一工作油口PA的压力小于第二工作油口PB的压力时，第二单向阀P2和第四单向阀P4导通，液压油从第二工作油口PB依次经过第二单向阀P2、比例控制阀、第四单向阀P4进入第一工作油口PA。第一单向阀P1、第二单向阀P2、第三单向阀P3、第四单向阀P4和比例控制阀组成的比例控制单元，能够实现流量的双向比例控制，通过将PWM控制信号接入比例控制阀的控制端，实现比例控制单元开度的控制。

进一步，根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间T，具体包括：

S310：计算所述第二频率和第一频率的差值；

S320：根据所述第二频率和第一频率的差值，以及上升时间，计算频率上升速度；

S330：根据频率上升速度，计算从第一频率上升到频率阈值的时间，作为所述外置控制时间T。

指令信号的频率为匀速上升，通过计算第二频率与第一频率的差值，并除以上升时间，得到频率上升速度；根据频率上升速度，计算从第一频率上升到频率阈值的时间，作为外置控制时间T。当频率大于频率阈值之后，不再进行外置控制，比例控制单元关闭。

以第一频率为1Hz，第二频率为21Hz，上升时间为10s、频率阈值为11Hz为例，先根据（21-1）/10=2，得到频率上升速度为2；再根据（11-1）/2=5s，得到外置控制时间T为5s。

进一步，根据PWM变量系数设定值和预设曲线，计算第二占空比设定值，具体包括：

将PWM变量系数设定值和预设曲线相乘，得到第二占空比设定值。

具体的，设PWM变量系数设定值为A，预设曲线为y= i(t)，则第二占空比设定值为：

y =A*i(t), (0 ≤t≤ T)

其中，i(t)可以是线性或非线性的控制信号。

实施例二

如图5所示，为交变电液伺服系统零位特性外置控制方法的一个具体示例，包括：

步骤1，由处理器对指令信号进行解析，提取指令信号中的控制信息，控制信息包括同步启动信号TB、指令信号的时间长度信息及指令信号的频率信息；

步骤2，将频率信息与预设的频率阈值f(c)进行对比，当指令信号为定频信号且频率小于频率阈值f(c)时，PWM常量控制值C可以用于获取相适应的零位区间增益值。具体的，处理器根据同步启动信号TB和PWM常量控制信号C输出PWM信号到比例控制单元。PWM信号占空比为y=C (C为常量)。

步骤3，当指令信号为变频信号且存在频率小于频率阈值f(c)时，PWM变量系数设定值A和预设曲线可以用于相适应的零位区间增益值。具体的，根据指令信号的频率信息进行运算，计算出低于频率门槛值频率部分所用的时间长度T，作为外置控制时间；然后根据同步启动信号TB、PWM比例控制信号所需的变量系数值A和控制时间长度T ，输出PWM信号到比例控制单元。PWM信号占空比为：

y =A*i(t), (0 ≤t≤ T)

其中A为变量系数，i(t)为根据系统特性所预设的线性或非线性比例控制信号。

步骤4，比例控制单元根据PWM控制信号，在不改变电液伺服阀本身的零位特性基础上，对液压伺服系统的零位遮盖特性进行线性或非线性外部控制，获得所需的电液伺服系统零位特性。

综上可知，本发明交变电液伺服系统零位特性外置控制方法是在不改变电液伺服阀本身的零位特性、保持液压伺服系统高频动态响应基础上，根据系统的需要，通过输入不同的控制参数值进行外部控制，改善电液伺服系统零位特性的方法，已便获取与指令信号更吻合的系统输出信号。

结合图5和图6，为验证本发明方法相对于传统液压伺服控制的优越性，选取了2Hz定频正弦与1-21Hz线性变频正弦两种指令信号下进行传统液压伺服控制与本发明所述控制方法对比。

电液伺服系统采用MOOG760先导级加ATLAS240H功率级电液伺服阀；液压系统压力测试点为输出装置中执行油缸两腔的压力PA与PB的压差，液压测试仪采样精度为2ms；力信号测试点为输出装置中的负载块m，力信号测试仪采样精度2ms。

传统液压伺服控制中电液伺服阀直接接收指令信号，并按指令信号驱动工作机构。本发明所述控制方法中在实施例中的频率阈值设定为10Hz，当指令信号为2Hz定频正弦指令时，PWM控制信号执行常数信号，系统零位特性比例控制模块按固定控制值增加对系统的外部控制；当指令信号为1-21Hz线性变频正弦指令时，频率低于10 Hz部分执行比例的PWM控制信号，系统零位特性比例控制模块按比例控制值增加对系统的外部控制。

如图7所示，在2Hz定频指令信号下，本发明所述控制方法与传统液压伺服控制对比显示，负载块输出力曲线、工作机构工作腔压差曲线总体基本吻合，但在零位区间显示出本发明所述控制方法对液压伺服系统存在的零位“死区”的改善具有明显效果。

如图8-图9所示，在1-21Hz线性变频指令信号下，本发明所述控制方法与传统液压伺服控制对比显示，采用本发明所述控制方法对负载块输出力曲线（负载力信号）、工作机构工作腔压差曲线平稳性有较好的改善作用，在低于10Hz频率阈值设定区间，无论是负载块的输出力波动还是零位区间液压波动均得到了明显的压制；在高于10Hz频率阈值设定区间，本发明所述控制方法与传统液压伺服控制结果一致。

实施例三

如图10所示，基于与上述实施例一相同的构思，本实施例还提出了交变电液伺服系统零位特性外置控制系统，包括：

第一接收单元，用于接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；所述控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；

第一处理单元，用于在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端；所述频率阈值为预先设置的参数；

所述比例控制单元的第一工作油口与所述电液伺服阀的A口连通，所述比例控制单元的第二工作油口与所述电液伺服阀的B口连通，所述同步启动信号用于控制比例控制单元的启动与电液伺服阀同步。

进一步，所述控制信号为PWM信号，所述指令信号为定频信号或变频信号，在所述指令信号为定频信号时，所述指令信号的频率信息包括运行频率，在所述指令信号为变频信号时，所述指令信号的频率信息包括第一频率、第二频率和上升时间；还包括：

第二处理单元，用于在所述指令信号为定频信号、且所述运行频率小于频率阈值时，将PWM常量设定值作为第一占空比设定值，根据所述第一占空比设定值输出第一PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第一PWM信号的持续时间为所述指令信号的时间长度；所述PWM常量设定值为预先设置的参数；

第三处理单元，用于在所述指令信号为变频信号、且所述第一频率小于所述频率阈值时，根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间，并根据PWM变量系数设定值和预设曲线，计算第二占空比设定值，根据所述第二占空比设定值输出第二PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第二PWM信号的持续时间为外置控制时间；所述PWM变量系数设定值和所述预设曲线均为预先设置的参数。

进一步，所述比例控制单元包括第一单向阀P1、第二单向阀P2、第三单向阀P3、第四单向阀P4和比例控制阀，所述第一单向阀P1的A1口作为所述比例控制单元的第一工作油口，与所述电液伺服阀的A口连通，所述第一单向阀P1的B1口与所述第二单向阀P2的B2口连通，所述第二单向阀P2的A2口与所述第三单向阀P3的B3口连通，所述第三单向阀P3的A3口与所述第四单向阀P4的A4口连通，所述第四单向阀P4的B4口与所述电液伺服阀的A口连通，所述第二单向阀P2的A2口作为所述比例控制单元的第二工作油口，与所述电液伺服阀的B口连通，

所述第一单向阀P1的B1口与所述比例控制阀的第一工作油口连通，所述比例控制阀的第二工作油口与所述第三单向阀P3的A3口连通，所述比例控制阀的控制端作为所述比例控制单元的控制端。

进一步，还包括第一计算单元，用于：

计算所述第二频率和第一频率的差值；

根据所述第二频率和第一频率的差值，以及上升时间，计算频率上升速度；

根据频率上升速度，计算从第一频率上升到频率阈值的时间，作为所述外置控制时间。

进一步，还包括：

第二计算单元，用于将PWM变量系数设定值和预设曲线相乘，得到第二占空比设定值。

实施例四

交变电液伺服系统零位特性外置控制系统的又一实施例包括处理器和比例控制单元，所述处理器具体用于：

接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；所述控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；

在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端；所述频率阈值为预先设置的参数；

所述比例控制单元的第一工作油口与所述电液伺服阀的A口连通，所述比例控制单元的第二工作油口与所述电液伺服阀的B口连通，所述同步启动信号用于控制比例控制单元的启动与电液伺服阀同步。

进一步，所述控制信号为PWM信号，所述指令信号为定频信号或变频信号，在所述指令信号为定频信号时，所述指令信号的频率信息包括运行频率，在所述指令信号为变频信号时，所述指令信号的频率信息包括第一频率、第二频率和上升时间；

所述在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端，具体包括：

在所述指令信号为定频信号、且所述运行频率小于频率阈值时，将PWM常量设定值作为第一占空比设定值，根据所述第一占空比设定值输出第一PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第一PWM信号的持续时间为所述指令信号的时间长度；所述PWM常量设定值为预先设置的参数；

在所述指令信号为变频信号、且所述第一频率小于所述频率阈值时，根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间，并根据PWM变量系数设定值和预设曲线，计算第二占空比设定值，根据所述第二占空比设定值输出第二PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第二PWM信号的持续时间为外置控制时间；所述PWM变量系数设定值和所述预设曲线均为预先设置的参数。

进一步，所述比例控制单元包括第一单向阀P1、第二单向阀P2、第三单向阀P3、第四单向阀P4和比例控制阀，所述第一单向阀P1的A1口作为所述比例控制单元的第一工作油口，与所述电液伺服阀的A口连通，所述第一单向阀P1的B1口与所述第二单向阀P2的B2口连通，所述第二单向阀P2的A2口与所述第三单向阀P3的B3口连通，所述第三单向阀P3的A3口与所述第四单向阀P4的A4口连通，所述第四单向阀P4的B4口与所述电液伺服阀的A口连通，所述第二单向阀P2的A2口作为所述比例控制单元的第二工作油口，与所述电液伺服阀的B口连通，

所述第一单向阀P1的B1口与所述比例控制阀的第一工作油口连通，所述比例控制阀的第二工作油口与所述第三单向阀P3的A3口连通，所述比例控制阀的控制端作为所述比例控制单元的控制端。

进一步，所述根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间，具体包括：

计算所述第二频率和第一频率的差值；

根据所述第二频率和第一频率的差值，以及上升时间，计算频率上升速度；

根据频率上升速度，计算从第一频率上升到频率阈值的时间，作为所述外置控制时间。

进一步，所述根据PWM变量系数设定值和预设曲线，计算第二占空比设定值，具体包括：

将PWM变量系数设定值和预设曲线相乘，得到第二占空比设定值。

前述实施例一中的交变电液伺服系统零位特性外置控制方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的交变电液伺服系统零位特性外置控制系统，通过前述交变电液伺服系统零位特性外置控制方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中交变电液伺服系统零位特性外置控制系统的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

以上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.交变电液伺服系统零位特性外置控制方法，应用于交变电液伺服系统，所述交变电液伺服系统包括依次连接的指令发生器、电液伺服阀和双向液压缸，所述电液伺服阀的A口和B口分别与所述双向液压缸的两个工作油口连通，其特征在于，包括：

接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；所述控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；

在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端；所述频率阈值为预先设置的参数；

所述比例控制单元的第一工作油口与所述电液伺服阀的A口连通，所述比例控制单元的第二工作油口与所述电液伺服阀的B口连通，所述同步启动信号用于控制比例控制单元的启动与电液伺服阀同步。

2.根据权利要求1所述的交变电液伺服系统零位特性外置控制方法，其特征在于，

所述控制信号为PWM信号，所述指令信号为定频信号或变频信号，在所述指令信号为定频信号时，所述指令信号的频率信息包括运行频率，在所述指令信号为变频信号时，所述指令信号的频率信息包括第一频率、第二频率和上升时间；

所述在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端，具体包括：

在所述指令信号为定频信号、且所述运行频率小于频率阈值时，将PWM常量设定值作为第一占空比设定值，根据所述第一占空比设定值输出第一PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第一PWM信号的持续时间为所述指令信号的时间长度；所述PWM常量设定值为预先设置的参数；

在所述指令信号为变频信号、且所述第一频率小于所述频率阈值时，根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间，并根据PWM变量系数设定值和预设曲线，计算第二占空比设定值，根据所述第二占空比设定值输出第二PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第二PWM信号的持续时间为外置控制时间；所述PWM变量系数设定值和所述预设曲线均为预先设置的参数。

3.根据权利要求1所述的交变电液伺服系统零位特性外置控制方法，其特征在于，所述比例控制单元包括第一单向阀P1、第二单向阀P2、第三单向阀P3、第四单向阀P4和比例控制阀，所述第一单向阀P1的A1口作为所述比例控制单元的第一工作油口，与所述电液伺服阀的A口连通，所述第一单向阀P1的B1口与所述第二单向阀P2的B2口连通，所述第二单向阀P2的A2口与所述第三单向阀P3的B3口连通，所述第三单向阀P3的A3口与所述第四单向阀P4的A4口连通，所述第四单向阀P4的B4口与所述电液伺服阀的A口连通，所述第二单向阀P2的A2口作为所述比例控制单元的第二工作油口，与所述电液伺服阀的B口连通，

所述第一单向阀P1的B1口与所述比例控制阀的第一工作油口连通，所述比例控制阀的第二工作油口与所述第三单向阀P3的A3口连通，所述比例控制阀的控制端作为所述比例控制单元的控制端。

4.根据权利要求2所述的交变电液伺服系统零位特性外置控制方法，其特征在于，所述根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间，具体包括：

计算所述第二频率和第一频率的差值；

根据所述第二频率和第一频率的差值、以及上升时间，计算频率上升速度；

根据频率上升速度，计算从第一频率上升到频率阈值的时间，作为所述外置控制时间。

5.根据权利要求2所述的交变电液伺服系统零位特性外置控制方法，其特征在于，所述根据PWM变量系数设定值和预设曲线，计算第二占空比设定值，具体包括：

将PWM变量系数设定值和预设曲线相乘，得到第二占空比设定值。

6.交变电液伺服系统零位特性外置控制系统，应用于交变电液伺服系统，所述交变电液伺服系统包括依次连接的指令发生器、电液伺服阀和双向液压缸，所述电液伺服阀的A口和B口分别与所述双向液压缸的两个工作油口连通，其特征在于，包括：

第一接收单元，用于接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；所述控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；

第一处理单元，用于在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端；所述频率阈值为预先设置的参数；

所述比例控制单元的第一工作油口与所述电液伺服阀的A口连通，所述比例控制单元的第二工作油口与所述电液伺服阀的B口连通，所述同步启动信号用于控制比例控制单元的启动与电液伺服阀同步。

7.根据权利要求6所述的交变电液伺服系统零位特性外置控制系统，其特征在于，所述控制信号为PWM信号，所述指令信号为定频信号或变频信号，在所述指令信号为定频信号时，所述指令信号的频率信息包括运行频率，在所述指令信号为变频信号时，所述指令信号的频率信息包括第一频率、第二频率和上升时间；还包括：

第二处理单元，用于在所述指令信号为定频信号、且所述运行频率小于频率阈值时，将PWM常量设定值作为第一占空比设定值，根据所述第一占空比设定值输出第一PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第一PWM信号的持续时间为所述指令信号的时间长度；所述PWM常量设定值为预先设置的参数；

第三处理单元，用于在所述指令信号为变频信号、且所述第一频率小于所述频率阈值时，根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间，并根据PWM变量系数设定值和预设曲线，计算第二占空比设定值，根据所述第二占空比设定值输出第二PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第二PWM信号的持续时间为外置控制时间；所述PWM变量系数设定值和所述预设曲线均为预先设置的参数。

8.根据权利要求6所述的交变电液伺服系统零位特性外置控制系统，其特征在于，所述比例控制单元包括第一单向阀P1、第二单向阀P2、第三单向阀P3、第四单向阀P4和比例控制阀，所述第一单向阀P1的A1口作为所述比例控制单元的第一工作油口，与所述电液伺服阀的A口连通，所述第一单向阀P1的B1口与所述第二单向阀P2的B2口连通，所述第二单向阀P2的A2口与所述第三单向阀P3的B3口连通，所述第三单向阀P3的A3口与所述第四单向阀P4的A4口连通，所述第四单向阀P4的B4口与所述电液伺服阀的A口连通，所述第二单向阀P2的A2口作为所述比例控制单元的第二工作油口，与所述电液伺服阀的B口连通，

所述第一单向阀P1的B1口与所述比例控制阀的第一工作油口连通，所述比例控制阀的第二工作油口与所述第三单向阀P3的A3口连通，所述比例控制阀的控制端作为所述比例控制单元的控制端。

9.交变电液伺服系统零位特性外置控制系统，应用于交变电液伺服系统，所述交变电液伺服系统包括依次连接的指令发生器、电液伺服阀和双向液压缸，所述电液伺服阀的A口和B口分别与所述双向液压缸的两个工作油口连通，其特征在于，包括处理器和比例控制单元，所述处理器具体用于：

接收来自所述指令发生器的指令信号，并对所述指令信号进行解析，得到指令信号中的控制信息；所述控制信息包括同步启动信号、指令信号的时间长度和指令信号的频率信息；

在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端；所述频率阈值为预先设置的参数；

所述比例控制单元的第一工作油口与所述电液伺服阀的A口连通，所述比例控制单元的第二工作油口与所述电液伺服阀的B口连通，所述同步启动信号用于控制比例控制单元的启动与电液伺服阀同步。

10.根据权利要求9所述的交变电液伺服系统零位特性外置控制系统，其特征在于，

所述控制信号为PWM信号，所述指令信号为定频信号或变频信号，在所述指令信号为定频信号时，所述指令信号的频率信息包括运行频率，在所述指令信号为变频信号时，所述指令信号的频率信息包括第一频率、第二频率和上升时间；

所述在指令信号的频率信息小于频率阈值时，根据所述同步启动信号和所述指令信号的时间长度，输出控制信号到比例控制单元的控制端，具体包括：

在所述指令信号为定频信号、且所述运行频率小于频率阈值时，将PWM常量设定值作为第一占空比设定值，根据所述第一占空比设定值输出第一PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第一PWM信号的持续时间为所述指令信号的时间长度；所述PWM常量设定值为预先设置的参数；

在所述指令信号为变频信号、且所述第一频率小于所述频率阈值时，根据所述第一频率、第二频率、上升时间和所述频率阈值计算外置控制时间，并根据PWM变量系数设定值和预设曲线，计算第二占空比设定值，根据所述第二占空比设定值输出第二PWM信号到比例控制单元的控制端；所述第二PWM信号的持续时间为外置控制时间；所述PWM变量系数设定值和所述预设曲线均为预先设置的参数。

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