CN218598530U

CN218598530U - 液压系统控制系统

Info

Publication number: CN218598530U
Application number: CN202222238503.5U
Authority: CN
Inventors: 王维; 张军花; 陈锋; 尹莉; 吴斌
Original assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2023-03-10
Anticipated expiration: 2032-08-23

Abstract

本实用新型涉及液压控制系统，公开了一种液压系统控制系统，包括至少一个工作联，工作联包括主阀(10)、执行机构(20)、控制主阀(10)的主阀芯运动的控制器(30)和检测主阀前后压差的压力检测装置(40)；压力检测装置与控制器通讯连接，以将主阀前后压差实时反馈给控制器，控制器包括预存有主阀前后压差的标准值和对比结果控制信号对应表的存储器、能够对比主阀前后压差与标准值并将对比结果与对比结果控制信号对应表相对比以输出主阀控制信号的运算模块和能够控制主阀芯移动的硬件控制模块，运算模块与压力检测装置、存储器和硬件控制模块连接。本实用新型的液压系统控制系统能够对速度进行更加精确控制。

Description

液压系统控制系统

技术领域

本实用新型涉及液压控制系统，具体地，涉及一种液压系统控制系统。

背景技术

对于起重机、挖掘机等工程机械主机，往往涉及单动作或复合动作速度控制，常见的速度控制如匀速控制、阶梯匀速控制、匀加速控制等，现有速度控制方法(如负载敏感、正流量、负流量、恒功率等)并不能达到较好的速度控制效果。原因如下：

现有速度控制一般采用阀前或阀后补偿负载敏感系统、正流量控制、负流量控制、恒功率控制等，负载敏感系统涉及单动作或复合动作运动时，理论上各通道的流量既不随本通道负载压力的变化而变化，也不受其他通道流量的影响。实际上，单动作或复合动作时，因压力补偿阀与主阀之间的匹配关系、泵恒功率特性等因素影响，主阀前后的压差并不能保证为理想恒定值，故单动作或复合动作时很难达到理论要求的速度曲线，继而影响主机的操控性及智能化。而负流量和正流量控制系统，各动作分配的流量大小除与主阀开口有关外，还与负载大小有关，压力小的先动，压力大的后动。

阀前补偿是指压力补偿阀布置在油泵与主阀之间，阀后补偿是指压力补偿阀布置在主阀与执行机构之间。这两种方式实质是通过压力补偿阀使各主阀进出油口两端负载压差保持一个定值，阀前补偿不具备抗负载流量饱和功能，当泵供油不足时，阀前补偿系统的流量分配受负载差异的影响，不能按照主阀过流面积的比例分配流量。阀后补偿具有抗流量饱和功能，理论上各通道的流量既不受本通道负载压力变化的影响，也不受其他通道流量的影响，实际上油液流过管道以及阀的腔体均会产生压力损失，使各通道的流量分配比并不完全等效于主阀的过流面积比，且压力补偿阀阀芯通流面积的设计形式对流量分配特性的影响较大。

可见，采用压力补偿阀控制主阀芯过流面积两端压力差Δp，理论上压力差Δp恒定，实际上受泵功率限制(泵功率不可能无限大)、主阀与压力补偿阀之间的匹配不合理等因素的影响，压力差Δp并不能恒定为某个值，而是恒定在一个范围。阀前补偿与阀后补偿负载敏感系统，只能解决多负载流量匹配问题，只能满足工况流量粗分配，对于流量控制或流量分配精度要求高的工况并不适用，即难以满足流量或速度的精确控制。

有鉴于此，需要提供一种液压系统控制系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液压系统控制系统，该液压系统控制系统能够对速度进行更加精确控制，具有较好的通用性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种液压系统控制系统，包括至少一个工作联，所述工作联包括主阀、执行机构、用于控制所述主阀的主阀芯运动的控制器以及用于实时检测所述主阀前后压差的压力检测装置；所述主阀与所述执行机构连接，所述压力检测装置与所述控制器通讯连接，以将所述主阀前后压差实时反馈给所述控制器，所述控制器包括预存有所述主阀前后压差的标准值和对比结果控制信号对应表的存储器、能够对比所述主阀前后压差与所述标准值并将对比结果与所述对比结果控制信号对应表相对比以输出主阀控制信号的运算模块和能够控制所述主阀芯移动的硬件控制模块，所述运算模块与所述压力检测装置、所述存储器和所述硬件控制模块连接。

可选地，所述主阀为电比例节流阀或电液比例方向流量控制阀。

具体地，所述压力检测装置包括第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器分别连接于所述主阀的阀前和阀后。

进一步具体地，所述控制器压力检测装置与所述运算模块无线连接。

可选地，所述硬件控制模块为电磁驱动装置。

具体地，所述主阀控制信号为电流或先导控制压力。

进一步地，所述液压系统控制系统还包括用于对所述主阀控制信号进行补偿的补偿控制子系统，所述补偿控制子系统与所述控制器电连接。

可选地，所述补偿控制子系统为温度传感器或黏度传感器。

进一步地，所述液压系统控制系统还包括用于对所述执行机构进行实时测速的执行机构测速装置，所述执行机构测速装置与所述控制器通讯连接。

可选地，所述执行机构测速装置为激光测速仪或拉线传感器。

通过上述技术方案，本实用新型通过压力检测装置实时监检测主阀前后压差，压力检测装置与控制器中的运算模块连接，能够向运算模块实时传递主阀前后的压差，且运算模块与存储器连接，在本实用新型提供的硬件平台的基础上，液压系统控制系统能够将主阀前后的压差与存储器中预存的主阀前后压差的标准值进行对比，得到对比结果后运算模块会将对比结果与存储器中的对比结果控制信号对应表进行对比(也即是在对比结果控制信号对应表中检索当前的对比结果所对应的控制信号)从而能够将检索到的控制信号传输给与运算模块相连接的硬件控制模块，从而能够由硬件控制模块控制主阀芯的移动；上述设计不需对液压系统进行过多的改造，只需设置压力检测装置，用于检测主阀前后的压差，该压差可以用于与指令信号共同作为输入量，经过控制器内运算模块的比对运算，生成实时的控制信号，有助于实现对主阀芯的过流面积的精确控制，并由控制器根据相应的实时的控制信号，即可实现相应速度的控制，简单方便，具有较好的普适性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型液压系统控制系统的第一种具体实施方式的液压原理图；

图2是现有技术中的PID闭环控制框图；

图3是本实用新型液压系统控制系统的第一种具体实施方式的控制方法的控制框图；

图4是本实用新型液压系统控制系统的具体实施方式的控制思路简图；

图5是本实用新型液压系统控制系统的具体实施方式中的速度控制过程示意图之一；

图6是本实用新型液压系统控制系统的具体实施方式中的速度控制过程示意图之二；

图7是本实用新型液压系统控制系统的具体实施方式中的速度控制过程示意图之三；

图8是本实用新型液压系统控制系统的具体实施方式中的速度控制过程示意图之四；

图9是本实用新型液压系统控制系统第二种具体实施方式的控制框图，其中，在第一种具体实施方式的基础上增加了速度补偿控制；

图10是本实用新型液压系统控制系统的第一种具体实施方式的控制策略示意图；

图11是本实用新型液压系统控制系统的具体实施方式中的主阀控制电流与过流面积之间的关系示意图；

图12是本实用新型液压系统控制系统的第三种具体实施方式的液压原理图；

图13是本实用新型液压系统控制系统的第三种具体实施方式的控制策略示意图；

图14是本实用新型液压系统控制系统第二种具体实施方式的速度补偿控制方法的示意图；

图15是本实用新型液压系统控制系统的第二种具体实施方式的控制策略示意图；

图16是本实用新型液压系统控制系统的第四种具体实施方式的液压原理图。

附图标记说明

10主阀 20执行机构

30控制器 40压力检测装置

50液压泵

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

需要说明的是，本实用新型的技术方案属于液压领域，对于该领域的技术人员而言，其实质性技术构思在于液压连接关系。相关液压元件，例如换向阀、液压油缸、液压泵等均属于本领域技术人员熟知的，同时也是现有液压系统中的常用部件，因此下文对这些液压元件仅简略描述。本领域技术人员在知悉本实用新型的技术构思之后，也可以将油路或阀门等进行简单的置换，从而实现本实用新型的相应功能，这同样属于本实用新型的保护范围。

参照图1、图3至图8、图11至图13，本实用新型提供了一种液压系统控制系统，该液压系统控制系统包括至少一个工作联，工作联包括主阀10、执行机构20、用于控制主阀10的主阀芯运动的控制器30以及用于实时检测主阀前后压差的压力检测装置40；主阀10与执行机构20连接，压力检测装置40与控制器30通讯连接，以将主阀前后压差实时反馈给控制器30，控制器30包括预存有主阀前后压差的标准值和对比结果控制信号对应表的存储器(图中未示出)、能够对比主阀前后压差与标准值并将对比结果与对比结果控制信号对应表相对比以输出主阀控制信号的运算模块(图中未示出)和能够控制主阀芯移动的硬件控制模块(即图中的控制硬件)，运算模块与压力检测装置40、存储器和硬件控制模块连接；其中，压力检测装置40与运算模块可设置为无线连接，以能够在使用一个控制器30控制多个工作联时，无需进行复杂的布线。

本实用新型通过压力检测装置40实时监检测主阀前后压差，压力检测装置40与控制器30中的运算模块连接，能够向运算模块实时传递主阀前后的压差，且运算模块与存储器连接，能够将主阀前后的压差与存储器中预存的主阀前后压差的标准值进行对比，得到对比结果后运算模块会将对比结果与存储器中的对比结果控制信号对应表进行对比(也即是在对比结果控制信号对应表中检索当前的对比结果所对应的控制信号)从而能够将检索到的控制信号传输给与运算模块相连接的硬件控制模块，从而能够由硬件控制模块控制主阀芯的移动；上述设计不需对液压系统进行过多的改造，只需设置压力检测装置40，用于检测主阀前后的压差，该压差可以用于与指令信号共同作为输入量，经过控制器30内运算模块的比对运算，生成实时的控制信号，有助于实现对主阀芯的过流面积的精确控制，并由控制器根据相应的实时的控制信号，即可实现相应速度的控制，简单方便，具有较好的普适性。

参照图1，图1提供了液压系统的一个具体实施例，液压泵50与主阀10的进油口连接，主阀10的回油口与油箱连接，主阀10的工作油口与执行机构20连接，其中，执行机构20可以为液压油缸、油液马达等，液压泵50可以采用变量泵，主阀10可以采用方向流量控制阀，在液压泵50与主阀10的进油口之间的油路上、在主阀10的回油口与油箱之间的油路上以及在主阀10的工作油口与执行机构20之间的油路上，均可以设置压力检测装置40，控制器30与主阀10的控制端连接，控制器30还可以与液压泵50的变量斜盘等变量控制结构连接。压力检测装置40能够实时检测主阀前后的压差，并反馈给控制器30，同时控制器30能够接受指令信号，将主阀前后的压差与指令信号共同作为输入量，经过控制器30内运算模块的比对运算，生成实时控制信号，用于对主阀芯的过流面积进行控制，从而实现对执行机构20的速度的精确控制。

需要说明的是，液压系统中的液压泵50不限于使用变量泵，可以将其替换为定量泵，同样满足原有系统特性；此外，就主阀10的具体形式而言，也可以采用多种结构，具体地，主阀10可以选择方向流量控制阀，例如电液比例方向流量控制阀；主阀10也可以采用其它液压阀，参照图16，图16提供了主阀10的另一种具体实施例，其中，主阀10可以为电比例节流阀。

在具体实施例中，可以选择电流作为控制信号也可以选择先导控制压力作为控制信号，用于对主阀10的运动进行控制，为了描述简洁，下面主要以电流作为控制信号为例进行描述，当然，也可以选择先导控制压力作为控制信号，对于本领域技术人员而言，在获知本发明的技术方案的基础上，采用先导控制压力替代电流作为控制信号，是能够实现的，对此不再赘述。

在具体实施例中，主阀10的前后分别安装有压力检测装置40，以检测所述主阀前后压差；具体地，压力检测装置40可以选择压差传感器或者压力传感器等压力检测电气元件。

常见的速度控制方式除了采用阀前或阀后补偿负载敏感系统、正流量控制、负流量控制、恒功率控制等，参照图2，还可以采用闭环PID控制(比例-积分-微分控制)、模糊控制等方式实现速度控制，均属于闭环控制，通过拉线位移传感器检测执行机构20的速度，检测到速度作为反馈速度反馈到比较器，与指令速度进行比较，再将比较结果反馈给PID控制器，PID控制器对液压阀的流量进行控制，从而实现对执行机构的速度的控制。但是，PID控制方式难以解决超调与快速响应两者之间的冲突问题，在实际应用中需针对不同工况设置不同参数，全工况调参工作量大，难以实现主机全工况应用。

然而，参照图3和图10，本实用新型的液压系统控制系统能够实现压差实时反馈的电流自补偿，其属于开环的控制方式，即是在主阀芯运动过程中实时反馈主阀前后压差并进行电流自补偿，自动对主阀芯的过流面积进行补偿，从而实现对执行机构20的实际工作速度的实时控制，由于对速度进行实时精确控制，超调小、响应快，解决了超调与快速响应两者之间的冲突问题，不易出现速度波动；而且，能够应用于多种工况。

在具体实施例中，可以将指令速度或指令流量作为指令信号，输入到控制器30。下面主要以指令速度为例对本实用新型的各个实施例进行说明，将指令流量作为指令信号，输入到控制器30，与指令速度能够到达基本相同的技术效果，不再一一赘述。

参照图3，本实用新型的控制器30中的运算模块接收压力检测装置40的反馈信号以及指令信号，并将反馈信号以及指令信号依据运算模块预设的算法、标准值以及对比结果控制信号对应表将实时数据与标准值对比，并将对比结果在对比结果控制信号对应表进行检索比对得到合适的控制信号(即控制信号)，以实时向控制硬件模块传递控制信号，从而能够经由控制硬件模块控制主阀芯的运动；具体地，运算模块内的控制算法其实质是小孔节流公式，在液压系统工作过程中，压力检测装置40实时检测主阀前后的压差ΔP，将压差ΔP、主阀芯某一开口下的节流面积A、油液密度ρ、小孔节流常数C_d等液压参数，实时反馈输入到控制器30，同时将指令速度或指令流量反馈输入到控制器30，作为控制算法的输入参数，经控制算法计算后，通过控制硬件直接输出控制电流I_U，其中，小孔节流公式如下：

在主阀10运动过程中，可以自动检测主阀前后压差，从而自动对控制电流进行补偿，即自动对主阀芯的过流面积进行补偿，可以保证输出速度或输出流量保持不变，非常适合应用于两输入一输出的系统；控制硬件模块可以采用电磁驱动装置，以通过精确控制电磁力对主阀芯施加精确地推力或拉力，从而能够实现对主阀芯移动距离的准确控制，进而能够对主阀芯的过流面积进行精确控制，以实现对执行机构20的速度的精确控制。

具体地，参照图10和图11，以理想薄壁孔为例，根据主阀芯过流公式，计算主阀控制电流的过程如下：

压力检测装置40实时检测主阀芯阀前压力P_P以及主阀芯阀后压力P_U，两者差值即为主阀芯阀前后的压差P_P-P_U，从而能够根据压差利用预存的算法算出主阀芯的过流面积A_U，也即是得到主阀前后压差与标准值的对比结果，具体地，执行机构油缸的无杆腔过流面积A_F已知，将指令速度V_UD输入到控制器30，指令速度V_UD与执行机构油缸的无杆腔过流面积A_F的积即为指令流量，油液密度ρ、小孔节流常数C_d等液压参数已知，经过上述公式(2)计算得到主阀芯的过流面积A_U，参照图11，在控制器30内存储有主阀控制电流I_U与过流面积A_U关系图表(也即是对比结果控制信号对应表)，根据主阀控制电流I_U与过流面积A_U关系插值得到主阀控制电流I_U，从而由控制硬件直接输出控制电流I_U，控制主阀芯开启相应的过流面积，从而保证执行机构20的速度(或流量)不变，实现精确控制。

参照图4，在指令速度为定值的情况下，检测到主阀前后压差P_P-P_U减小时，则增大主阀芯的控制电流I_U，从而保证速度(或流量)不变；当检测到主阀前后压差P_P-P_U增大时，则减小主阀芯的电流I_U，从而保证速度(或流量)不变。实时检测主阀前后的压差并反馈，根据速度控制方法自动调节主阀芯的控制电流I_U，使主阀芯始终处于动态平衡的过程，从而实现较理想的速度控制曲线。

图5至图8提供了自动控制过程中所涉及的主要物理量的变化过程，以恒功率泵系统为例，在工程机械主机中应用广泛；随着工作压力增高，实际中的主阀前后压差减小，当主阀芯压差减小时控制电流自动增大，主阀芯压差增大时控制电流自动减小，主阀控制电流由控制算法自动计算得出，不需人工干预，控制电流或阀芯过流面积自动补偿(或自动抵消)压差导致的流量变化，从而可以实现实测速度自动跟踪指令速度。

与图2所示的传统PID闭环控制不同，本实用新型涉及的主阀属于基于液压阀芯自调节的物理结构闭环控制，而且，本实用新型的技术方案所要实现的不是基于实测速度的反馈进行PID调节，不需要PID控制器，本实用新型的技术方案通过指令速度得到的是对控制电流或阀芯过流面积的自动补偿，因此，本实用新型的液压系统控制系统属于开环控制系统(即传统意义上的开环控制指的是电气控制，不包括液压或物理结构的闭环控制)。

进一步地，为了提高速度控制精度，参照图9，本实用新型的技术方案也可以结合图2所示的现有的速度补偿方式，形成一种开环+速度补偿的控制方法，即在本实用新型的开环控制方式的基础上增加速度补偿控制，具体地，液压系统控制系统还包括用于对执行机构进行实时测速的执行机构测速装置，执行机构测速装置与控制器30通讯连接，以向控制器30实时反馈执行机构20的速度，其中，执行机构测速装置可以是激光测速仪或拉线位移传感器等，从而能够利用拉线位移传感器或是激光测速仪等传感器，检测执行机构20的速度，并将反馈速度V_S反馈给控制器30中的比较器，同时比较器也接收到指令速度V_UD，然后比较器将两者的误差v_error输入到控制器30。这样，参照图14，在执行机构20加速或者减速运动的过程中，利用本实用新型所能实现的开环控制的方式实现对执行机构20加减速运动的控制，即将检测到的主阀前后压差P_P-P_U与指令速度输入到控制器30，经过控制算法得出主阀芯的过流面积A_U，根据主阀控制电流I_U与过流面积A_U关系插值得到主阀控制电流I_U，从而由控制硬件直接输出控制电流I_U，控制主阀芯开启相应的过流面积，从而保证执行机构20的速度(或流量)不变，实现对加减速的精确控制，具有响应快、超调小、不易出现速度波动等优势；在执行机构20恒定速度运动的过程中，通过拉线位移传感器实时检测执行机构20的实际速度，其中，执行机构20可以为液压油缸，并将实际速度作为反馈速度V_S反馈给比较器，同时指令速度V_UD也输入到比较器，比较器将实时检测速度误差(指令速度V_UD-反馈速度V_S)输入到控制器30，这里的控制器可以采用PID控制器，由控制器根据实时检测速度误差对控制电流进行微调，即速度大时，控制电流减小；速度小时，控制电流增大；或者，这里的控制器30也可以采用上述开环控制的方式中涉及的控制器，根据实时检测速度误差所在的误差范围，来确定控制电流的调节值(或者控制电流的调节范围等)，此时的控制方式实质也是一种开环控制，而非PID闭环控制，避免产生超调等风险。

在一个具体实施例中，可以通过增加中间变量补偿的方式，来进一步提高工况适用范围。例如，可以增加补偿控制子系统，对液压系统中涉及的影响因素进行实时检测，从而对控制电流进行补偿，作为主阀10的控制电流的输入值。具体地，参照图15，补偿控制子系统与控制器30中的比较器(即运算模块)连接，补偿控制子系统可以是基于温度传感器设置的温度补偿控制器；压力检测装置40将检测到的主阀前后的压差，以及指令速度反馈给控制器30，通过控制算法得到主阀芯的过流面积A_U，根据控制电流与过流面积A_U关系插值得到控制电流值，并将控制电流值输入给比较器，同时，根据检测到的油液温度，温度补偿控制器输出相应的电流值给比较器，经过比较器处理后，共同作为控制主阀10的控制电流I_U。同理地，补偿控制子系统也可以基于黏度传感器设置的粘度补偿控制器，即通过黏度传感器，实时检测油液的黏度，粘度补偿控制器输出相应的电流值给比较器，经过比较器处理后，共同作为控制主阀10的控制电流I_U。或者，也可以对系统中的其它元素进行检测，从而作为中间变量，对控制主阀10的控制电流进行补偿，以提高工况适用范围。

本实用新型的液压系统控制系统不局限于实现对单动作的速度控制，也可以应用于复合动作的速度控制，下面以两联机构复合动作为例进行说明。

具体地，参照图12，图12提供了一种两联机构复合动作的实施例，其中，两个工作联在结构上基本相同，在每个工作联中，液压泵50与主阀10的进油口连接，主阀10的回油口与油箱连接，主阀10的工作油口与执行机构20连接，其中，执行机构20可以为液压油缸、油液马达等，液压泵50可以采用变量泵，主阀10可以采用方向流量控制阀，在液压泵50与主阀10的进油口之间的油路上、在主阀10的回油口与油箱之间的油路上以及在主阀10的工作油口与执行机构20之间的油路上，均可以设置压力检测装置40，控制器30与两个工作联的主阀10的控制端分别连接。

相应地，参照图13，图13提供了一种两联机构复合动作时开环控制方法的实施例，具体的开环控制方法如下：对于第一工作联，压力检测装置40实时检测主阀芯阀前压力P_P1以及主阀芯阀后压力P_U1，将检测到的主阀前后压差P_P1-P_U1以及指令速度V_UD1输入到控制器30，指令速度V_UD1与执行机构油缸的无杆腔过流面积A_F的积即为指令流量，执行机构油缸的无杆腔过流面积A_F、油液密度ρ、小孔节流常数C_d等液压参数已知，经过公式(2)计算得到主阀芯的过流面积A_U1，参照图11，在控制器30内存储有主阀控制电流I_U1与过流面积A_U1关系图表，根据主阀控制电流I_U1与过流面积A_U1关系插值得到主阀控制电流I_U1，从而由控制硬件直接输出控制电流I_U1，控制主阀芯开启相应的过流面积，对第一工作联中的执行机构的实际工作速度v1进行精确控制。同理地，对于第二工作联，压力检测装置40实时检测主阀芯阀前压力P_P2以及主阀芯阀后压力P_U2，将检测到的主阀前后压差P_P2-P_U2以及指令速度V_UD2输入到控制器30，指令速度V_UD2与执行机构油缸的无杆腔过流面积A_F的积即为指令流量，执行机构油缸的无杆腔过流面积A_F、油液密度ρ、小孔节流常数C_d等液压参数已知，经过公式(2)计算得到主阀芯的过流面积A_U2，参照图11，在控制器30内存储有主阀控制电流I_U2与过流面积A_U2关系图表，根据主阀控制电流I_U2与过流面积A_U2关系插值得到主阀控制电流I_U2，从而由控制硬件直接输出控制电流I_U2，控制主阀芯开启相应的过流面积，对第二工作联中的执行机构的实际工作速度v2进行精确控制。

进一步地，可以在控制器30中设置速度控制方法及参数，并控制系数设置合理的值，利用电控系统改善系统流量的分配特性，其流量分配特性与自动化程度均高于传统负载敏感系统。

具体地，参照图13，以两联机构复合动作为例，流量饱和工况时，复合动作工作时，对于第一工作联中的指令速度V_UD1，设置控制系数K_U1，对于第二工作联中的指令速度V_UD2，设置控制系数K_U2，假设指令速度V_UD1＞指令速度V_UD2，则控制系数K_U1设置为小于1的定值，具体可根据实际工况调节，控制系数K_U2设置为1，可以得到较好的流量分配特性。

在实际控制中，为了弥补系统中油液的泄露所产生的影响，可以使泵输出流量等于第一联回路执行机构需求流量Q_U1、第二联回路执行机构需求流量Q_U2以及一个固定值之和。可以使泵输出压力等于复合动作各执行机构最高联压力加上一个固定值(固定值一般不大于3MPa)。

可以理解的是，本实用新型的液压系统控制系统并不局限于上述两联机构复合动作的实施例，也可以应用于三联及以上机构的复合动作的情况，其原理与两联机构复合动作的原理类似，在此不再赘述。

此外，本实用新型的液压系统控制系统也可以应用于现有的负载敏感系统中，具体地，主阀10可以采用阀前补偿负载敏感阀或阀后补偿负载敏感阀，即以阀前补偿负载敏感阀或阀后补偿负载敏感阀替代上述各个实施例中的方向流量控制阀，形成的各具体实施例能够实现基本相同的技术效果，在此不再赘述。

为了更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合相对全面的优选技术特征对本实用新型的优选实施方式进行描述。

参照图1至图16，本实用新型优选包括至少一个工作联，工作联包括主阀10、执行机构20、用于控制主阀10的主阀芯运动的控制器30以及用于实时检测主阀前后压差的压力检测装置40；主阀10与执行机构20连接，压力检测装置40与控制器30通讯连接，以将主阀前后压差实时反馈给控制器30；控制器30与各个工作联中的主阀10的控制端连接，用于控制主阀10的主阀芯运动，在液压泵50与主阀10的进油口之间的油路上、在主阀10的回油口与油箱之间的油路上以及在主阀10的工作油口与执行机构20之间的油路上，均可以设置压力检测装置40；其中，主阀10可以为电液比例方向流量控制阀、电比例节流阀、阀前补偿负载敏感阀或阀后补偿负载敏感阀等，执行机构20可以为液压油缸或液压马达等，压力检测装置40可以为压差传感器或压力传感器等。基于上述的液压系统控制系统的结构，对液压系统的控制方法具体包括如下步骤：

压力检测装置40实时检测主阀芯阀前压力P_P以及主阀芯阀后压力P_U，将主阀芯阀前后的压差P_P-P_U以及指令速度V_UD输入到控制器30，根据主阀芯过流公式：

指令速度V_UD与执行机构油缸的无杆腔过流面积A_F的积即为指令流量，其中，执行机构油缸的无杆腔过流面积A_F、油液密度ρ、小孔节流常数C_d等液压参数已知，经过上述公式(2)计算得到主阀芯的过流面积A_U，参照图11，根据主阀控制电流I_U与过流面积A_U关系插值得到主阀控制电流I_U，从而由控制硬件直接输出控制电流I_U，控制主阀芯开启相应的过流面积，从而保证执行机构20的速度(或流量)不变，实现精确控制。

对于流量未饱和工况，单动作或复合动作工作时，或者，对于流量饱和工况，单动作或复合动作工作时，对液压系统的控制方法基本相同。然而，对于流量饱和工况时，复合动作工作时，以两联机构复合动作为例，三联及以上机构的复合动作原理类似，参照图13，假设指令速度V_UD1＞指令速度V_UD2，则控制系数K_U1设置为小于1的定值，具体可根据实际工况调节，控制系数K_U2设置为1，可以得到较好的流量分配特性。

本实用新型的液压系统控制系统本质上是基于液压阀芯自调节的物理结构闭环，只需在主阀前后加装压差传感器(或压力传感器)并在控制器中存储相应的控制算法，以主阀前后压差作为反馈量，并将主阀前后压差以及指令速度共同作为输入量，经过相应的控制算法计算后，根据过流面积与控制电流之间的关系插值得到控制电流，实时调节主阀芯的控制电流，可对普通液阻控制、阀前补偿、阀后补偿等系统进行较好的速度控制，属于开环控制方法。

与负载敏感流量分配系统相比，本实用新型的液压系统控制系统在实现流量分配时不需要压力补偿阀，不需对系统做过多改造。

而且，能够与现有的速度补偿方法相结合，形成一种开环+速度补偿的控制方法，在加减速过程中，利用开环控制快速实现加减速运动，具有响应快、超调小、不易出现速度波动等优势；在恒定速度过程中，利用现有的速度补偿方法实时检测速度误差(指令速度-反馈速度)并对控制电流进行微调(速度大时，电流减小；速度小时，电流增大)。

进一步地，可以加入对油液温度、油液黏度等中间变量的检测，进一步提高工况适用范围。

对于流量饱和工况时，复合动作工作时，可以通过在控制器中设置速度控制方法及参数，并对控制系数设置合理的值，利用电控系统改善系统流量的分配特性，其流量分配特性与自动化程度均高于传统负载敏感系统。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims

1.一种液压系统控制系统，其特征在于，包括至少一个工作联，所述工作联包括主阀(10)、执行机构(20)、用于控制所述主阀(10)的主阀芯运动的控制器(30)以及用于实时检测所述主阀前后压差的压力检测装置(40)；所述主阀(10)与所述执行机构(20)连接，所述压力检测装置(40)与所述控制器(30)通讯连接，以将所述主阀(10)前后压差实时反馈给所述控制器(30)，所述控制器(30)包括预存有所述主阀前后压差的标准值和对比结果控制信号对应表的存储器、能够对比所述主阀(10)前后压差与所述标准值并将对比结果与所述对比结果控制信号对应表相对比以输出主阀控制信号的运算模块和能够控制所述主阀芯移动的硬件控制模块，所述运算模块与所述压力检测装置(40)、所述存储器和所述硬件控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的液压系统控制系统，其特征在于，所述主阀(10)为电比例节流阀或电液比例方向流量控制阀。

3.根据权利要求1所述的液压系统控制系统，其特征在于，所述压力检测装置(40)包括第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器分别连接于所述主阀(10)的阀前和阀后。

4.根据权利要求1所述的液压系统控制系统，其特征在于，所述压力检测装置(40)与所述运算模块无线连接。

5.根据权利要求4所述的液压系统控制系统，其特征在于，所述硬件控制模块为电磁驱动装置。

6.根据权利要求4所述的液压系统控制系统，其特征在于，所述主阀控制信号为电流或先导控制压力。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的液压系统控制系统，其特征在于，还包括用于对所述主阀控制信号进行补偿的补偿控制子系统，所述补偿控制子系统与所述控制器(30)电连接。

8.根据权利要求7所述的液压系统控制系统，其特征在于，所述补偿控制子系统包括温度传感器或黏度传感器。

9.根据权利要求8所述的液压系统控制系统，其特征在于，所述液压系统控制系统还包括用于对所述执行机构进行实时测速的执行机构测速装置，所述执行机构测速装置与所述控制器(30)通讯连接。

10.根据权利要求9所述的液压系统控制系统，其特征在于，所述执行机构测速装置为激光测速仪或拉线传感器。