[发明专利]一种节能式主被动负载的双电液伺服阀控系统及控制方法

权利要求书

1.一种节能式主被动负载的双电液伺服阀控系统，其特征在于，第一伺服阀（1）的一个负载口与第一两位两通电磁阀（3）的A口相连、另一个负载口与第二两位两通电磁阀（4）的A口相连，第二伺服阀（2）的一个负载口与第三两位两通电磁阀（5）的A口相连、另一个负载口与第四两位两通电磁阀（6）的A口相连；第一两位两通电磁阀（3）的B口及第三两位两通电磁阀（5）的B口共同与执行机构的其中一腔连接，并同时连接第一压力阀（7）的入口及第二压力传感器（18）；第二两位两通电磁阀（4）的B口及第四两位两通电磁阀（6）的B口共同与执行机构的另外一腔连接，并同时连接第二压力阀（8）的入口及第三压力传感器（19）；第一压力阀（7）的出口及第二压力阀（8）的出口连接在一起后接入油箱（16）；

液压泵（9）从油箱（16）吸油后输出的液压油经过单向阀（11）及过滤器（15）后接入第一电液伺服阀（1）和第二电液伺服阀（2）的供油口，同时和第一压力阀（12）的入口、减压阀（13）的入口及第一压力传感器（17）相连；第一压力阀（12）的出口接入油箱（16），减压阀（13）的出口与第一电液伺服阀（1）和第二电液伺服阀（2）的回油口及第二压力阀（14）的入口相连；第二压力阀（14）的出口接入油箱（16）；液压泵（9）通过交流伺服电机（10）驱动。

2.权利要求1所述节能式主被动负载的双电液伺服阀控系统的控制方法，其特征在于，设系统的执行机构为液压缸（20）或液压马达（21）；第一两位两通电磁阀（3）的B口及第三两位两通电磁阀（5）的B口共同与执行机构的B腔连接，第二两位两通电磁阀（4）的B口及第四两位两通电磁阀（6）的B口共同与执行机构的A腔连接；

该方法包括四种控制模式：

模式1、双阀独立控制模式

控制第一两位两通电磁阀（3）和第四两位两通电磁阀（6）接通且第二两位两通电磁阀（4）和第三两位两通电磁阀（5）关闭，或者控制第一两位两通电磁阀（3）和第四两位两通电磁阀（6）关闭且第二两位两通电磁阀（4）和第三两位两通电磁阀（5）接通，此时系统处于双阀独立控制模式；

当液压缸（20）伸出或液压马达（21）顺时针旋转过程中受到主动负载时，控制第一电液伺服阀（1）和第二电液伺服阀（2）斜通；

当液压缸（20）伸出或液压马达（21）顺时针旋转过程中受到被动负载时，控制第一电液伺服阀（1）斜通、第二电液伺服阀（2）直通，并且第二电液伺服阀（2）直通时其阀芯开口全部打开至最大；

当液压缸（20）缩回或液压马达（21）逆时针旋转过程中受到主动负载时，控制第一电液伺服阀（1）和第二电液伺服阀（2）直通；

当液压缸（20）缩回或液压马达（21）逆时针旋转过程中受到被动负载时，控制第一电液伺服阀（1）斜通、第二电液伺服阀（2）直通，并且第一电液伺服阀（1）斜通时其阀芯开口全部打开至最大；

模式2、冗余工作模式

控制第一两位两通电磁阀（3）和第二两位两通电磁阀（4）接通且第三两位两通电磁阀（5）和第四两位两通电磁阀（6）关闭，或者控制第一两位两通电磁阀（3）和第二两位两通电磁阀（4）关闭且第三两位两通电磁阀（5）和第四两位两通电磁阀（6）接通，此时系统处于冗余工作模式；

当其中一个电液伺服阀出现故障后，通过两位两通电磁阀的切换，让另外一个电液伺服阀工作；

模式3、并联工作模式

控制四个两位两通电磁阀全部接通，两个电液伺服阀都工作，此时系统处于并联工作模式；

模式4、闭锁工作模式

控制四个两位两通电磁阀全部关闭，两个电液伺服阀均被隔离开，此时执行机构两腔内的液压油全部被封在容腔内，系统处于并联工作模式，执行机构不产生运动。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，已知执行机构的运动规律，则根据执行机构的运动参数计算其所需要的流量，控制交流伺服电机（10）的转速使得液压泵（9）输出满足需求的液压油流量。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：通过设置在执行机构的传感器采集执行机构的当前运动速度及运动加速度估计下一个时刻的运动速度；下一时刻的运动速度=当前运动速度+当前运动加速度×传感器采样时间间隔；根据计算得到的下一时刻的运动速度计算执行机构所需要的流量，控制交流伺服电机（10）的转速使得液压泵（9）输出满足需求的液压油流量。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：当执行机构受主动负载时，通过检测第二压力传感器（18）和第三压力传感器（19）的压力值，并根据执行机构的有效工作面积计算出当前负载的大小，然后计算出液压泵（9）所需要输出的高压油的压力；通过控制比例溢流阀（12）驱动电流的大小，并通过第一压力传感器（17）对液压泵（9）输出的压力进行检测，从而控制液压泵（9）输出的高压油的压力，使之满足执行机构驱动负载的需求。