[发明专利]液压泵马达转矩控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制领域，特别是涉及一种液压泵马达转矩控制方法及系统。

背景技术

液压混合动力是解决能源危机和环境污染问题的有效措施之一。液压泵马达作为混合动力系统的能量转换装置，制动时将制动动能转换为液压能，并存储于液压蓄能器中，在起动时将存储的液压能转换为机械能来驱动车辆。由于液压混合动力系统是一个典型的非线性系统，且存在着许多不确定因素，这些非线性和不确定性使系统的动态特性十分复杂，要建立系统的精确数学模型比较困难，传统控制算法无法实现对液压泵马达的精确控制。

在起动和制动中，液驱泵马达的工作压力在最高工作压力和最低工作压力范围内频繁变化，系统呈现出强非线性；外负载干扰扭矩也随着路面的坡度、加减速及变速器档位的调整情况而发生变化；另外系统的流量系数、泄漏系数、轮胎与路面间的摩擦系数等具有明显的不确定性，且随着工作状态、温度等而缓慢变化。

传统的液压泵马达采用PID（Proportion Integration Differentiation，比例积分微分）控制方法。图1为现有技术中液压泵马达转矩控制系统的示意图。PID转矩控制器1在接收到转矩指令后，利用该转矩指令得到第一控制信号，斜盘位置控制器2根据第一控制信号生成对控制阀3进行控制的第二控制信号，控制阀3根据第二控制信号生成对变量油缸4进行控制的第三控制信号，变量油缸4根据第三控制信号对液压泵马达进行控制。

这种控制方法适应性能差，尤其是低速时的摩擦力矩干扰恶化了液压泵马达的性能，主要体现在系统的稳态误差及跟踪滞后等方面，从而限制了液压混合动力技术的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液压泵马达转矩控制方法及系统。通过双闭环控制方法，可提高液压泵马达的控制精度，使系统对各种干扰能够进行快速有效的抑制。

根据本发明的一个方面，提供了一种液压泵马达转矩控制方法，包括：

第一加法器将目标转矩信号和乘法器提供的液压泵马达输出转矩在线估计值相减，得到转矩误差信号；

PID转矩控制器根据转矩误差信号生成第一控制信号；

第二加法器将第一控制信号和位移检测装置提供的变量油缸位移信号相减，得到第二控制信号；

斜盘位置控制器根据第二控制信号，生成对控制阀进行控制的第三控制信号；

控制阀根据第三控制信号，生成对变量油缸进行控制的第四控制信号；

变量油缸根据第四控制信号，对液压泵马达进行控制；

其中压力检测装置通过检测液压泵马达出油口的压力，生成液压泵马达的工作压力信号，位移检测装置通过检测液压泵马达变量油缸的位置，生成变量油缸位移信号，乘法器将工作压力信号和变量油缸位移信号相乘，得到液压泵马达输出转矩在线估计值。

根据本发明的另一方面，提供了一种液压泵马达转矩控制系统，包括：

位移检测装置，用于通过检测液压泵马达变量油缸的位置，生成变量油缸位移信号，并将变量油缸位移信号发送给第二加法器和乘法器；

压力检测装置，用于通过检测液压泵马达出油口的压力，生成液压泵马达的工作压力信号，并将工作压力信号发送给乘法器；

乘法器，用于将工作压力信号和变量油缸位移信号相乘，得到液压泵马达输出转矩在线估计值，并将液压泵马达输出转矩在线估计值发送给第一加法器；

第一加法器，用于将目标转矩信号和液压泵马达输出转矩在线估计值相减，得到转矩误差信号，并将转矩误差信号发送给PID转矩控制器；

PID转矩控制器，用于根据转矩误差信号生成第一控制信号，并将第一控制信号发送给第二加法器；

第二加法器，用于将第一控制信号和变量油缸位移信号相减，得到第二控制信号，并将第二控制信号发送给斜盘位置控制器；

斜盘位置控制器，用于根据第二控制信号，生成对控制阀进行控制的第三控制信号，并将第三控制信号发送给控制阀；

控制阀，用于根据第三控制信号，生成对变量油缸进行控制的第四控制信号，并将第四控制信号发送给变量油缸；

变量油缸，用于根据第四控制信号，对液压泵马达进行控制。

本发明通过对液压泵马达出油口压力和液压泵马达变量油缸位置的测量结果进行反馈，形成液压泵马达双闭环控制，可提高液压泵马达的控制精度，使系统对各种干扰能够进行快速有效的抑制，并且容易在实际工程中实现，可有效降低控制系统成本。

附图说明

图1为现有技术中液压泵马达转矩控制系统的示意图。

图2为本发明液压泵马达转矩控制方法一个实施例的示意图。