[发明专利]一种电液复合缸的主被动负载复合控制方法

说明书

本发明公开了一种电液复合缸的主被动负载复合控制方法，该电液复合缸由电动缸部分和液压缸部分组成，电液复合缸连接主被动负载；所述复合控制方法包括力控制部分和位置控制部分；所述力控制部分：根据负载阻力确定液压缸部分的控制量，通过伺服阀控制液压缸部分的输出力抵消所述负载阻力；所述位置控制部分：根据给定位移确定电动缸部分的控制量，控制电动缸部分跟踪给定位移。使用本发明能够在电液复合缸连接主被动负载的情况下，提高控制精度。

技术领域

本发明涉及主被动负载控制技术领域，具体涉及一种电液复合缸的主被动负载复合控制方法。

背景技术

电动缸和液压缸是目前广泛使用的两种直线运动执行元件。其中液压缸是一种传统的执行元件，其结构简单、功率密度高、负载能力强。电动缸则通过机械传动机构将电机旋转运动转换为直线运动，具有精度高、速度快、使用简单灵活等优势。但是电动缸和液压缸各自均存在一定的局限性：电动缸在低速时动态性能较差，制动保持力矩小，需要额外的锁定机构等；液压缸由于受到控制阀分辨率的限制,无法同时兼顾低速和高速时的控制性能。

对此，已有一种新型执行元件：电液复合缸被提出，其结构如图1所示。该电液复合缸作为一种新型通用执行元件，由电动缸部分和液压缸部分共同组成。在电动缸部分，电机带动丝杠产生转动，推动负载；在液压缸部分，液压油进入两液控腔，形成压力差，推动负载，两种动力元件作用于同一被控对象。

主被动负载是一种常见的、控制难度较大的负载对象。在导弹起竖装置，液压起重机等诸多设备中，被控负载均可认为是主被动负载。主被动负载所产生的负载阻力往往可由负载的姿态和/或位置确定，例如在导弹起竖装置中，发射台和导弹负载对起竖轴造成的阻力可由负载重心到起竖轴的距离和重心偏移角度确定。主被动负载往往会造成复杂的负载阻力，这种阻力往往远大于为负载提供期望的加速度所需的动力，且这种阻力往往随着负载的运动方向和位移而改变。因此在控制主被动负载时，常见单一执行元件的控制难度大大增加。

而使用电液复合缸驱动被控对象时，电液复合缸处于电动液压协同工作模式下，可同时具备液压缸低速平稳、功率密度大的优点，和电动缸运动速度快、控制精度高的优点。故在主被动负载工况下，相较单独的电动缸和液压缸，电液复合缸更具优势。

但目前仍缺乏一种可靠的控制方法，能够针对主被动负载，对电液协同驱动的电液复合缸进行高精度有效控制。目前，对单独的电动缸和液压缸的控制方法，均无法在电液复合缸上有效适用，无法有效发挥电液复合缸在主被动负载下的优势。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电液复合缸的主被动负载复合控制方法，用于在连接主被动负载的情况下，提高控制精度。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种电液复合缸的主被动负载复合控制方法，该电液复合缸由电动缸部分和液压缸部分组成，电液复合缸连接主被动负载；所述复合控制方法包括力控制部分和位置控制部分；

所述力控制部分：根据负载阻力确定液压缸部分的控制量，通过伺服阀控制液压缸部分的输出力抵消所述负载阻力；

所述位置控制部分：根据给定位移确定电动缸部分的控制量，控制电动缸部分跟踪给定位移。

优选地，所述负载阻力根据主被动负载的姿态和/或位置确定。

优选地，所述力控制部分为：

根据主被动负载的姿态和/或位置确定负载阻力F_l(t)，并根据液压缸部分两腔液压油压力和面积计算当前输出推力F₂，将F_l(t)与F₂做差输入到PI控制器中，PI控制器输出的控制量通过伺服阀阀芯位移的控制，进而控制伺服阀开口大小，从而调节液压缸部分两腔的液压油压力，使液压缸部分输出相应推力以平衡所述主被动负载的负载阻力F_l(t)。