[发明专利]面向阵列式开关阀的流量控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种面向阵列式开关阀的流量控制系统，其特征在于，包括驱动器、阀脉冲信号控制模块、切换单元、控制算法模块、信号处理模块、三位四通换向阀、开关阀组合1、开关阀组合2、流量计、压力传感器、液压缸和位移传感器；所述的三位四通换向阀的A口连接开关阀组合1，B口连接开关阀组合2；所述的开关阀组合1、2还分别与液压缸的两腔相连；所述流量计与压力传感器设于液压缸两腔的连接油路上，分别用于检测缸两腔连接油路上的流量与压力；所述位移传感器设置于液压缸活塞杆上；所述的流量计、压力传感器、位移传感器的输出端与信号处理模块的输入端相连；所述的信号处理模块的输出端与控制算法模块相连；所述的控制算法模块输出端与切换单元的输入端相连；所述的切换单元的输出端与阀脉冲信号控制模块的输入端相连；所述的阀脉冲信号控制模块的输出端与驱动器的输入端相连；所述的驱动器的输出端连接至三位四通换向阀与各开关阀上的电磁铁，用于控制各阀工作。

2.根据权利要求1所述的面向阵列式开关阀的流量控制系统，其特征在于，所述开关阀组合1、2均由多个并联连接的开关阀组成。

3.根据权利要求1所述的面向阵列式开关阀的流量控制系统，其特征在于，所述阀脉冲信号控制模块包括多阀控制模块、单阀控制模块。

4.根据权利要求3所述的面向阵列式开关阀的流量控制系统，其特征在于，所述的多阀控制模块的控制信号为脉码-脉宽-脉频控制信号复合而成，用于同时控制多个开关阀进行大流量调节；所述的单阀控制模块的控制信号为脉宽-脉频控制信号复合而成的脉冲信号，用于控制单个开关阀进行小流量的偏差调控；所述各开关阀的全开通流面积均设置成相等大小。

5.根据权利要求1所述的一种面向阵列式开关阀的流量系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：检测缸的实时位置信息，通过信号处理模块对检测信息进行降噪处理，得到准确值，并将该检测信息与目标信息进行对比；

S2：将步骤S1对比的差值转化为目标流量与实际流量的实时差值，控制算法模块根据该差值的大小，判断是否达到流量切换阈值，并选择多阀控制信号或单阀控制信号来驱动开关阀，若目标流量与实际流量的差值大于流量切换阈值，则系统根据当前差值，选择多阀控制模块，通过控制算法得到接近当前目标流量的开关组合；

S3：基于S2，控制模块根据预选的阀开关组合，计算所需输出的脉码控制信号控制对应数量的开关阀开启，若此时计算的输出流量未达到所需的目标流量，并在此基础上，控制算法模块进一步判断流量偏差、阀口压差、开关切换次数的信息，并根据所述信息，计算所需输出的脉宽-脉频复合控制信号驱动剩余未开启的开关阀之一，控制该开关阀对流量进行连续调节，使实际流量进一步逼近目标流量；

S4：基于S3得到的多阀控制信号，系统进行开关次数的优化分配，根据优化分配的结果，对开关阀输出多阀复合控制信号，此时，多阀控制周期结束；

S5：当判断目标流量与实际流量的差值小于流量切换阈值，此时系统将产生阀脉冲信号的多阀控制模块切换为单阀控制模块，同时关闭原来进行流量调节的开关阀，改为由每组开关阀中的一个开关阀进行流量控制；

S6：当仅使用单阀进行流量的偏差调控时，控制算法模块判断流量偏差、阀口压差、开关切换次数的信息，并根据所述信息，计算所需输出的脉宽-脉频复合控制信号，以驱动单个开关阀；

S7：基于S6得到的单阀控制信号，系统进行开关次数的优化分配，根据优化分配的结果，对开关阀输出单阀复合控制信号，此时，单阀控制周期结束；

S8：当前流量控制周期结束，系统等待下一流量控制周期的到来，并判断新的周期内流量偏差是否达到流量切换阈值。