[发明专利]一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统及方法，该系统包括油箱、吸油过滤器、主泵、电动机、安全阀、主油路过滤器、控制阀组、位移传感器和液压缸；控制阀组包括四个微型高速数字阀和比例阀，比例阀实现位置控制系统对液压缸位置的快速调节，微型高速数字阀实现对液压缸位置的精确调节。本发明系统采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，避免采用高精度的伺服阀，降低了系统成本；采用的微型高速数字阀结构简单，满足高温高压等特殊工况环境，故障率低，采用的普通比例阀对复杂工况具有良好的适应性，提高了系统的可靠性；采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，构成了并联通路，提高了系统冗余度。

技术领域

本发明属于液压控制系统领域，尤其涉及一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统及方法。

背景技术

位置控制系统是采用位移传感器检测被控对象的位置变化，并以闭环负反馈控制方式工作，将控制指令所表达的被控对象的机械位置快速、高精度的转变为被控对象实际物理位置的液压控制系统。位置控制系统在实际生产生活中应用十分广泛，位置控制系统既可以独自构成系统，如机床运动滑台的位置控制系统；也经常作为执行元件参与构建大型控制系统，这时，位置控制系统是一个高频响高精度执行器，如飞机飞行控制系统中包含的多个电业伺服作动器。

目前的电液位置控制系统采用电液伺服阀作控制元件，成本花费巨大而且对系统的要求较高。电液高速数字阀是一种机、电、液一体化的智能型液压基础元件，具有对油液的清洁度要求较低，抗污染能力强，可靠性高以及加工制造成本低，装配调试周期短等优点。而液压系统对低成本，高可靠性和冗余度的要求，使数字液压技术替代传统的比例伺服技术提出了实际应用需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统及方法，该系统具有结构简单、成本低、控制精度高、使用寿命长的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，包括油箱、吸油过滤器、主泵、电动机、安全阀、主油路过滤器、控制阀组、位移传感器和液压缸；所述主泵的吸油口通过吸油过滤器与油箱连接，所述主泵的排油口与主油路过滤器连接，且主泵与电动机连接；所述控制阀组具有主进油口、主回油口、A工作油口和B工作油口；所述主油路过滤器后的油路通道设置两个分支，分别与安全阀、控制阀组的主进油口相连；所述控制阀组的A工作油口和B工作油口分别与液压缸的无杆腔和有杆腔相连；所述控制阀组的主回油口与油箱连接；

所述控制阀组包括第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、比例阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀；所述控制阀组的主进油口设置三个分支，分别与比例阀的主进油口、第三微型高速数字阀的进油口、第四微型高速数字阀的进油口相连；所述控制阀组的主回油口设置三个分支，分别与比例阀的主回油口、第一微型高速数字阀的出油口、第二微型高速数字阀的出油口相连；所述控制阀组的A工作油口设置三个分支，分别与比例阀的A工作油口、第一微型高速数字阀的进油口、第三微型高速数字阀的出油口相连；所述控制阀组的B工作油口设置三个分支，分别与比例阀的B工作油口、第二微型高速数字阀的进油口、第四微型高速数字阀的出油口相连；所述位移传感器连接液压缸，用于测量液压缸的活塞位置。

进一步地，所述比例阀的流量大于第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀的流量，所述比例阀实现位置控制系统对液压缸位置的快速调节；所述第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀实现对液压缸位置的精确调节。

进一步地，所述第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀采用电脉冲信号控制，使得微型高速数字阀流量离散化。

进一步地，所述电脉冲信号采用PWM控制，通过调节脉冲信号的频率与占空比，设定微型高速数字阀的脉冲流量，达到调节系统位置精度的目的。