[发明专利]一种伺服液压能源双闭环控制系统及方法

说明书

本发明属于伺服机构液压能源控制领域，具体涉及一种伺服液压能源双闭环控制系统及方法。本发明中，输入压力P经过第一个加法器流向PID控制器一，PID控制器一流向压力电流信号转换一，压力电流信号转换一经过第二个加法器后流向比例溢流阀，比例溢流阀流向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控制器二流向第二个加法器。本发明能够根据液压能源系统工作状态在压力电流双闭环、单独压力闭环和单独电流闭环之间实行自动切换，从而提高伺服液压能源系统控制的速度和可靠性。

技术领域

本发明属于伺服机构液压能源控制领域，具体涉及一种伺服液压能源双闭环控制系统及方法。

背景技术

伺服机构是我国对运载火箭飞行控制执行机构子系统的统称。伺服液压能源是伺服机构的重要组成部分，为伺服机构提供稳定的压力输出，具有大功率、高响应等特点。伺服液压能源压力主要由比例溢流阀开度调节控制，传统的控制方法有人工调节控制和压力反馈闭环自动控制。人工调节控制通过操作旋钮或按键等方式，具有人工成本高，容易误操作等特点，压力闭环自动控制通过压力传感器将能源压力采集反馈给计算机或嵌入式控制系统，由计算机或嵌入式控制系统处理后，经过信号转换调节比例溢流阀直至能源压力达到目标值，解决了人工调节控制的缺点，但存在响应速度慢、在大功率、强电磁干扰环境下可靠性不足的特点。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对现有技术的不足，提供一种伺服液压能源双闭环控制系统及方法，能够根据液压能源系统工作状态在压力电流双闭环、单独压力闭环和单独电流闭环之间实行自动切换，从而提高伺服液压能源系统控制的速度和可靠性。

本发明采用的技术方案：

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。

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。

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’与目标电流值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；

一种伺服液压能源双闭环控制方法，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、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。