[发明专利]基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于流体传动与控制领域，涉及一种液压试验台上被试阀的负载压力的控制方法，适用于液压试验台上变流量情况下的压力精确控制场合。

背景技术

随着科技的发展，液压传动技术在越来越多的领域得到了广泛的应用，针对液压系统和液压元件的性能测试工作也越来越频繁。液压元件的性能测试需要高性能的液压试验台，但是随着液压传动技术向着高压、大流量、高精度方向发展，对液压试验台的可测可控的各项指标提出了越来越高的要求。特别是液压试验台上的压力精确控制，比如在比例阀或者伺服阀的流量-信号性能测试中保持工作油口的负载压力恒定。为了满足这种需求，传统的液压试验台调压装置与控制方法有以下几种形式：

一是在被试元件工作油口中间加手动节流阀或者溢流阀作为加载压力使用，该种方法简单、成本低，但是只能在试验开始前把节流阀或者溢流阀调节到需要的压力上，试验开始后由于通过被试阀的流量是连续变化的导致开始调定的压力出现波动甚至严重偏离预设值。

二是在被试元件工作油口中间加比例溢流阀作为加载压力使用，采用传统PID控制算法。该种方法能保证流量变化时的压力恒定控制。缺点在于，一是试验台需求的流量都比较大，一般都使用比例先导溢流阀，这样造成当被试阀开口很小通过的流量很小，溢流阀很难控制压力；二是采用传统PID控制算法虽能保证流量变化时的压力恒定，但是精度会随着流量变化率大小而变化，当被试阀通过的流量变化率很大时，控制的压力与目标值偏差越大，并且在流量变化率反向过程中会出现压力突变。

发明内容

本发明的目的是克服现有液压试验台中对压力控制所存在的不足，提出一种新的基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术手段是：本发明基于液压试验台的被试阀的负载压力的控制方法包括如下步骤：

步骤一：控制器采集第一压力传感器所获得的被试阀的A口压力以及第二压力传感器所获得的被试阀的B口压力；然后比较所述A口压力和B口压力的大小，将其中的压力值较大者作为反馈压力； 

所述控制器采集由液压试验台发送给被试阀的指令信号，并计算所述指令信号的当次斜率，使用不同的斜率符号分别代表当次斜率的正、负；

步骤二：控制器计算所述反馈压力与控制压力目标值的偏差，然后对所述偏差进行比例运算而得到比例项；对所述偏差进行积分运算并将该积分运算的结果与上次积分项相加得到当次积分项；对所述偏差进行积分运算并将该积分运算的结果与上次积积分的第一个积分项相加得到当次积积分的第一个积分项；对所述当次积积分的第一个积分项进行积分运算并将该积分运算的结果与上次积积分项相加得到当次积积分项；所述上次积分项、上次积积分的第一个积分项和上次积积分项的初始值设为0；

步骤三：控制器对当次斜率符号和上次斜率符号进行比较，当两者不同时对步骤二中的当次积积分的第一个积分项取反；

步骤四：控制器将步骤二得到的比例项、当次积分项、当次积积分项进行相加得到控制指令，控制器将所述控制指令输出到比例伺服阀，该比例伺服阀根据接收到的控制指令调节所述反馈压力趋近控制压力目标值，然后返回执行步骤一。

进一步地，本发明所述被试阀为比例阀或者伺服阀。

进一步地，本发明所述比例伺服阀为两位四通比例伺服阀。

 与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）本发明方法能够在液压元件测试时保持被试阀的负载压力恒定。

    （2） 采用比例伺服阀作为加载压力使用，在闭环控制下可以对小流量进行精确压力控制，而且结构简单，压力传感器既能采集数据又能作为反馈信号，无需额外增加成本。

   （3）采用本发明的比例-积分-积积分控制方法，能有效保证通过被试阀的流量变化率大小不确定时的压力控制精度。

   （4）采用本发明判断所述被试阀的流量变化率反向时刻的方法，并在此时对比例-积分-积积分算法中的积积分中的第一个积分项取反，有效消除了被试阀在此时刻控制压力的突变现象。

附图说明

图1是基于本发明控制方法的一种压力控制装置的液压原理图。

图2是被试比例阀或者伺服阀的给定指令信号。

图3是在油源压力为70bar、指令信号周期为200s、被试阀的A口的压力目标值为64bar情况下，使用本发明方法的控制效果示意图。

图4是在油源压力为70bar、指令信号周期为200s、被试阀的A口的压力目标值为64bar情况下，被试阀的A口的实际压力的示意图。