[发明专利]一种用于预应力智能张拉设备的泵阀协同控制方法

权利要求书

1.一种用于预应力智能张拉设备的泵阀协同控制方法，其特征在于，所述泵阀协同控制方法包括如下步骤：

搭建泵阀协控系统的模型；

对泵阀协控系统的模型中的泵控部分采用负载流量预测控制算法，通过建立灰色预测模型G(1，1)，获取液压缸位移的预测值进而微分获得液压缸速度的预测值并计算出负载流量的预测值Q_L，根据负载流量的预测值Q_L获得油源输出流量的预测值Q_p，最后计算出伺服电机(11)的期望转速n_r(t)，进而输出泵控信号u_m；

对泵阀协控系统的模型中的阀控部分采用前馈补偿PID控制算法，根据期望速度值v_r、油源压力P_s以及液压缸两腔压力P₁、P₂获得前馈控制量u_f，将前馈控制量u_f与PID控制量u_p相叠加，作为阀控信号u_v输出；

将泵控信号u_m和阀控信号u_v输入到泵阀协控系统中，伺服电机(11)根据泵控信号u_m控制转速来调节油泵(10)输出流量与负载流量相匹配，步进电机(6)根据阀控信号u_v带动换向阀(5)工作实现负载流量的调节；将通过位移传感器(3)采集的活塞杆运动的位移值输入到泵阀协控系统中，并与液压缸位移的预测值进行比较，根据差值对泵控信号u_m和阀控信号u_v进行调节。

2.根据权利要求1所述的用于预应力智能张拉设备的泵阀协同控制方法，其特征在于，所述泵阀协控系统的模型为

式中，K_v为系统的开环增益系数，ω_n为系统固有频率，ζ_n为系统阻尼比，K_tc为系统的等效泄漏系数；

其中，

其中，

K_L＝ζ_pK_R+ζ_xA_R+K_cpK_R，式中，

K_m为电机转速增益系数，D为油泵的额定排量，τ_m为时间常数，s为拉普拉斯变换，m_R为溢流阀阀芯质量，K_R为溢流阀弹簧等效刚度，A_R为溢流阀阀芯的等效面积，K_cp为油泵的泄漏系数，A为溢流阀阀芯截面积；w为阀口面积梯度，x₀为平衡点处弹簧位移，Q_r0为溢流量的稳态值，P_s0平衡点处系统压力，K_s为弹簧刚度。

3.根据权利要求1所述的用于预应力智能张拉设备的泵阀协同控制方法，其特征在于，所述灰色预测模型GM(1，1)的定义式为：y⁽⁰⁾(k)+az⁽¹⁾(k)＝b，式中，y⁽⁰⁾(k)为原始数列；z⁽¹⁾(k)为白化背景值序列；a为发展系数；b为灰度作用量。