[发明专利]一种伺服液压能源双闭环控制系统及方法

权利要求书

1.一种伺服液压能源双闭环控制系统，其特征在于：包括：压力传感器，电流传感器，压力电流信号转换一、压力电流信号转换二，PID控制器一、PID控制器二，比例溢流阀，液压回路；输入压力P经过第一个加法器流向PID控制器一，PID控制器一的输出量流向压力电流信号转换一，压力电流信号转换一的输出量经过第二个加法器后流向比例溢流阀，比例溢流阀分别连接电流传感器和液压回路，液压回路输出压力P”经过压力传感器后流向第一个加法器；输入压力P流向压力电流信号转换二得到电流I，电流I与电流传感器输出的反馈电流I’经过第三个加法器流向PID控制器二，PID控制器二的输出量流向第二个加法器。

2.根据权利要求1所述的一种伺服液压能源双闭环控制系统，其特征在于：压力外环包括PID控制器一、压力电流信号转换一、比例溢流阀、液压回路和压力传感器；输入压力P为目标压力，压力传感器采集当前输出压力P”得到反馈压力P’，P’与输入压力P作差得到的偏差信号△P作为PID控制器一的输入，PID控制器一的输出经过压力电流信号转换一进入加法器。

3.根据权利要求1所述的一种伺服液压能源双闭环控制系统，其特征在于：电流内环包括压力电流信号转换二、PID控制器二、比例溢流阀和电流传感器，输入压力P进入压力电流信号转换二变成目标电流I，通过电流传感器采集比例溢流阀电流，得到反馈电流I’，I’与目标电流I作差得到的偏差信号△I作为PID控制器二的输入，PID控制器二的输出进入加法器。

4.一种伺服液压能源双闭环控制方法，其特征在于：依据一种伺服液压能源双闭环控制系统，包括：压力传感器，电流传感器，压力电流信号转换一、压力电流信号转换二，PID控制器一、PID控制器二，比例溢流阀，液压回路；输入压力P经过第一个加法器流向PID控制器一，PID控制器一的输出量流向压力电流信号转换一，压力电流信号转换一的输出量经过第二个加法器后流向比例溢流阀，比例溢流阀分别连接电流传感器和液压回路，液压回路输出压力P”经过压力传感器后流向第一个加法器；输入压力P流向压力电流信号转换二得到电流I，电流I与电流传感器输出的反馈电流I’经过第三个加法器流向PID控制器二，PID控制器二的输出量流向第二个加法器；

包括如下步骤：

步骤(1)、理论分析或实验得到输入压力P与比例溢流阀控制电流I总的转换关系用于压力电流信号转换一和压力电流信号转换二中；

步骤(2)、输入压力P，在压力外环通过压力传感器采集当前压力值，在电流内环通过电流传感器采集比例溢流阀电流值，判断当前压力传感器和电流传感器工作状态，选择控制方法；

步骤(3)、根据步骤(2)得到的控制方法，提出控制策略；

步骤(4)、在加法器将PID控制器一输出经过压力电流转换与PID控制器二的输出相加后，输入比例溢流阀调节其开度，从而调节液压能源压力值。

5.根据权利要求4所述的一种伺服液压能源双闭环控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中，当压力传感器和电流传感器均正常时，整个液压能源系统采用压力电流双闭环控制；当压力传感器异常电流传感器正常时，采用单独电流闭环控制；当压力传感器正常电流传感器异常时，采用单独压力闭环控制。

6.根据权利要求5所述的一种伺服液压能源双闭环控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中，当采用压力电流双闭环控制方法时，压力外环PID控制器一采用积分控制，提高压力调节精度消除偏差，传递函数为其中Ki为积分增益，Ki采用分段策略，随着偏差信号△P的减小而增大，电流内环PID控制器二采用比例控制，提高调节速率，传递函数G2(s)＝K；当采用单独电流闭环时，G1(s)＝0，关闭压力外环闭环控制功能，PID控制器一保持当前输出量，同样Ki采用分段策略，随着偏差信号△I的减小而增大；当采用单独压力闭环时，G2(s)＝0，关闭电流内环闭环控制功能，PID控制器二保持当前输出量，同样Ki采用分段策略，随着偏差信号△P的减小而增大。