[发明专利]一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法

权利要求书

1.一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

第一步、采用压电陶瓷直接驱动式四通滑阀作为流体脉动主动抑制的执行部件；

第二步、压电陶瓷直接驱动式四通滑阀连接在溢流阀下游的液压管路的旁支路上，压电陶瓷直接驱动式四通滑阀的A、B口均与液压管路的同一个旁支路相连，P、T口均与油箱相连；

第三步、调节压电陶瓷直接驱动式四通滑阀的滑阀阀芯处于零开口位置；

第四步、安装在旁支路与可调节流阀之间的压力传感器采集压电陶瓷直接驱动式四通滑阀安装位置下游的液压管路中压力信号p，经过AD进入控制器，一方面控制器将压力信号p做FFT变换，获取液压管路中压力脉动的基频f，然后将频率f取半为f/2，此频率即为正弦控制信号u的频率；另一方面，控制器通过最优控制算法，以压力信号p的均方值为目标函数，获取正弦控制信号u的幅值A和相位最后，得到正弦控制信号

第五步，控制器通过DA将正弦控制信号u送给压电驱动器，压电驱动器驱动压电陶瓷直接驱动式四通滑阀的滑阀阀芯相对于第三步中的零开口位置左右做正弦运动；根据第二步的连接方式，在滑阀阀芯一个运动周期内，压电陶瓷直接驱动式四通滑阀的A、B两个口都依次与P口和T口相通，实现双边溢流；双边溢流的原理为：当滑阀阀芯从零开口位置向左运动再到回到零开口位置的前半个正弦运动周期内，A口从滑阀阀芯轴肩的右侧通过P口溢流，B口从滑阀阀芯轴肩的右侧通过T口溢流；当滑阀阀芯从零开口位置向右运动再到回到零开口位置的后半个正弦运动周期内，A口从滑阀阀芯轴肩的左侧通过T口溢流，B口从滑阀阀芯轴肩的左侧通过P口溢流；基于双边溢流的原理，压电陶瓷直接驱动式四通滑阀在正弦控制信号的控制下滑阀阀芯完成一个正弦运动周期，滑阀阀芯运动周期为T_V＝2/f，A口和B口均产生两个溢流流量波峰，即前后两个正弦半周期各产生一个溢流流量的波峰，这样经过A、B口的总溢流流量Q_V也形成两个溢流流量波峰，因此Q_V抵消两个流量脉动周期的源脉动流量Q_S，源流量脉动周期为T_Q＝1/f，最终压电陶瓷直接驱动式四通滑阀在正弦控制信号的控制下做频率为f/2的正弦运动，产生的溢流流量Q_V就完全抵消了频率为f的源脉动流量Q_S，实现了液压管路流量脉动的完全抑制。

2.根据权力要求1所述的一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法，其特征在于，所述主动抑制方法的控制对象是基本的液压管路系统，由油箱、电机、柱塞泵、蓄能器、油滤、溢流阀、液压管路和可调节流阀组成，具体的连接关系为：电机带动柱塞泵从油箱中吸取低压油液，产生流量为Q_P的高压流体，流体经过蓄能器、油滤和溢流阀后，进入液压管路中，在液压管路的末端是作为负载的可调节流阀，油液经过可调节流阀回到油箱中；其中蓄能器起到吸收脉动和稳压的作用，油滤过滤掉油液中的杂质，溢流阀控制液压管路中压力不超过设定值，起到安全保护作用。

3.根据权力要求1所述的一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法，其特征在于，所述的第一步中，压电陶瓷直接驱动式四通滑阀采用压电陶瓷执行器推动滑阀阀芯向左运动，复位弹簧使滑阀阀芯向右运动，压电陶瓷执行器与滑阀阀芯不固连。

4.根据权力要求1所述的一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法，其特征在于，所述的第三步中，具体的调节方法为：通过压电驱动器给压电陶瓷执行器施加驱动电压满量程一半的电压，此时压电陶瓷执行器位于其总伸长量的一半，即ΔL/2处，调节滑阀阀芯的位置，使压电陶瓷直接驱动式四通滑阀刚好处于零开口状态。

5.根据权力要求1所述的一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法，其特征在于，所述的第四步中的基频f为液压管路源脉动流量Q_S中脉动能量最大的正弦分量的频率，即f＝1/T_Q。

6.根据权力要求1所述的一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法，其特征在于，所述的第四步中的最优控制算法为旋转矢量最优算法。