[发明专利]自动调谐电动液压阀

说明书

本申请在2009年6月11日以伊顿公司、QingHui Yuan、ChrisSchottler、Wade Gehlhoff、Hong Singhania的名义提交为PCT国际专利申请，伊顿公司为一家美国国营公司，其为除美国以外的所有指定国的申请人，QingHui Yuan为中国公民，Chris Schottler、Wade Gehlhoff为美国公民，Hong Singhania为中国公民，他们为指定国美国的申请人。

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年6月11日提交的名为“Tuning Method by UsingSimultaneous Perturbation Stochastic Approximately(SPSA)”的美国临时专利申请Serial No.61/060,601以及2008年8月8日提交的名为“Auto-Tuning Electro-Hydraulic Valve”的美国临时专利申请SerialNo.61/087,608的优先权。上述公开全文并入此处作为参考。

背景技术

电动液压阀用在许多工业和移动应用中。如果电动液压阀需要维护或更换，被维护或更换的电动液压阀将需要调谐(tuning)以用于该系统。这种调谐典型地手工完成。然而，电动液压阀的手工调谐为终端用户带来长的机器停工时间。

发明内容

本公开的一个实施形态涉及两级流量控制阀的控制器。控制器包含约束结构(restricted structured)控制器和补偿控制器。约束结构控制器和补偿控制器的输出相加，以形成被传送到先导级阀芯(pilot stage spool)的电气信号。

本公开的另一实施形态涉及一种具有外壳的流量控制阀，外壳包含流体入口、流体出口、第一工作端口、第二工作端口。外壳限定了阀芯腔和先导阀芯腔。主级阀芯被布置在阀芯腔中。先导级被布置在先导阀芯腔中。先导级阀芯与主级阀芯有选择地流体联通。微处理器包含具有约束结构控制器和补偿控制器的控制器。约束结构控制器和补偿控制器的输出相加，构成传送到先导级阀芯的电气信号。

本公开的另一实施形态涉及一种对控制器的多个增益进行最优化的方法。该方法包含限定控制参数的第一增益。控制参数的第二增益被限定。第一与第二增益以及控制参数被控制器用于产生用于装置的命令信号。为第一增益选择低点和高点。为第二增益选择低点和高点。第一增益的低点和高点中的每一个与第二增益的低点和高点中的每一个组合。对于各个组合，计算在装置的实际系统参数和希望的系统参数之间的误差。实际系统参数为命令信号的函数。选择产生最低误差的组合。所选组合的第一与第二增益的值用在后续的迭代中。

本公开的另一实施形态涉及一种对约束结构控制器的控制参数进行最优化的方法。该方法包含以第一迭代的第一时间间隔评价成本函数(costfunction)。计算控制参数。以第一迭代的第二时间间隔评价成本函数。更新控制参数。以第一迭代的第三时间间隔评价成本函数。进行迭代分析。迭代分析将第一迭代与先前的迭代进行比较，并将控制参数的值设置为在第一迭代中计算的控制参数值和在先前迭代中计算的控制参数之中的一个。

在下面的介绍中将给出多个附加实施形态。这些实施形态可涉及个体特征以及特征的组合。将会明了，前面的一般介绍和后面的详细介绍仅仅是示例性和阐释性的，不对这里公开的实施例所基于的一般构思进行限制。

附图说明

图1为液压系统的原理图，其具有作为根据本公开的原理的实施形态的实例的特征；

图2为流量控制阀组件的原理图，该组件适合用在图1的液压系统中；

图3为控制器的原理图，该控制器适合用在图2中的流量控制阀组件中；

图4为对图2的流量控制阀组件进行自动调谐的方法；

图5为初始化图4中的自动调谐处理的处理；

图6为验证图4中的自动调谐处理的初始化的处理；

图7为校准图2的流量控制阀组件的系统参数的处理；

图8为图2的流量控制阀组件的截面图；

图9为识别参数的处理；

图10为自动调谐处理的自动调谐级的原理图；

图11为自动调谐控制器的控制参数的处理；

图12为对控制参数进行最优化的调谐处理的图表；

图13为用于对控制器的控制参数进行最优化的第一处理；

图14为在自动调谐处理中衰减振荡的处理。

具体实施方式