[发明专利]一种用于高精度力输出的液压加载系统及其控制方法

权利要求书

1.一种用于高精度力输出的液压加载系统，其特征在于，包括：

液压站；

电磁比例方向阀，其进液口与所述液压站相连通；

第一电磁阀，其进液口与所述电磁比例方向阀的出液口相连通；

输出油缸，其无杆腔与所述第一电磁阀的出液口相连通；

压电驱动器，其一端连接所述输出油缸的活塞杆；

输出端，其连接所述压电驱动的另一端；

伺服加载系统；

第二电磁阀，其进液口与所述伺服加载系统相连通，出液口与所述第一电磁阀的进液口相连通；

第三电磁阀，其进液口与所述第二电磁阀的出液口相连通，出液口与所述输出油缸的有杆腔相连通；

控制模块，其分别与所述液压站、所述电磁比例方向阀、所述第一电磁阀、所述输出油缸、所述压电驱动器、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述伺服加载系统电连接。

2.根据权利要求1所述的用于高精度力输出的液压加载系统，其特征在于，还包括：

拉压力传感器，其连接设置在所述压电驱动器和所述输出端之间。

3.根据权利要求2所述的用于高精度力输出的液压加载系统，其特征在于，所述伺服加载系统包括：

伺服缸；

液压缸，其活塞杆与所述伺服缸相连接，所述液压缸的无杆腔与所述第二电磁阀进油端相连通。

4.根据权利要求3所述的用于高精度力输出的液压加载系统，其特征在于，所述电磁比例方向阀为三位四通阀；所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述第三电磁阀均为二位四通阀。

5.一种用于高精度力输出的液压加载系统的控制方法，使用权利要求1-4任意一项所述的用于高精度力输出的液压加载系统对输出端进行加载，其特征在于，包括：

当输出线性度为±1.5％时，所述液压站、所述电磁比例方向阀、所述第一电磁阀以及所述输出油缸之间相互连通，实现对所述输出端的一级加载；

当输出线性度为±0.02％时，所述伺服加载系统、所述第二电磁阀、所述第一电磁阀、所述输出油缸之间相互连通，实现对所述输出端的二级加载；

当输出线性度为±0.001％时，所述输出油缸的有杆腔或无杆腔封闭，通过所述压电驱动器控制所述输出端，实现对所述输出端的三级加载。

6.根据权利要求5所述的用于高精度力输出的液压加载系统的控制方法，其特征在于，所述输出油缸进行一级加载时，所述输出油缸的活塞移动距离x₁的经验计算公式为：

其中，t为工作时间，k₁为校正系数，d为电磁比例方向阀的阀芯直径，C_e为液流通过电磁比例方向阀的速度系数，C_d为液流通过电磁比例方向阀的收缩系数，A为电磁比例方向阀的工作电流，ρ为液压油的密度，ΔP为电磁比例方向阀进液口和出液口之间的压差。

7.根据权利要求6所述的用于高精度力输出的液压加载系统的控制方法，其特征在于，所述输出油缸进行二级加载时，所述输出油缸的活塞移动距离x₂的经验计算公式为：

其中，A_y为液压缸的截面面积，A_l为输出油缸的截面面积，x_s为液压缸中活塞的移动距离。