[发明专利]一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法

摘要

本发明公开了一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法。该方法利用压电陶瓷直接驱动式四通滑阀作为流体脉动主动控制的执行元件，滑阀的A、B口均连接在液压管路的同一旁支路上，P、T口均与油箱相连，在正弦控制信号驱动滑阀完成一个周期运动过程中，A、B口均依次通过P、T口实现两次溢流，即双边溢流，产生的溢流流量完全抵消源脉动流量，实现液压管路流体脉动的主动抑制。本发明的优点是：(1)滑阀的运动频率只为所要消除的液压系统流量脉动频率的一半；(2)最大的溢流流量可以达到压电陶瓷执行器最大伸长量时的滑阀流量。本发明为高速、高压、大功率密度的液压系统提供了一种更加易于实用化的流体脉动主动抑制方法。

主权项

1.一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法，其特征在于，包括以下几个步骤：第一步、采用压电陶瓷直接驱动式四通滑阀作为流体脉动主动抑制的执行部件；第二步、压电陶瓷直接驱动式四通滑阀连接在溢流阀下游的液压管路的旁支路上，压电陶瓷直接驱动式四通滑阀的A、B口均与液压管路的同一个旁支路相连，P、T口均与油箱相连；第三步、调节压电陶瓷直接驱动式四通滑阀的滑阀阀芯处于零开口位置；第四步、安装在旁支路与可调节流阀之间的压力传感器采集压电陶瓷直接驱动式四通滑阀安装位置下游的液压管路中压力信号p，经过AD进入控制器，一方面控制器将压力信号p做FFT变换，获取液压管路中压力脉动的基频f，然后将频率f取半为f/2，此频率即为正弦控制信号u的频率；另一方面，控制器通过最优控制算法，以压力信号p的均方值为目标函数，获取正弦控制信号u的幅值A和相位最后，得到正弦控制信号第五步，控制器通过DA将正弦控制信号u送给压电驱动器，压电驱动器驱动压电陶瓷直接驱动式四通滑阀的滑阀阀芯相对于第三步中的零开口位置左右做正弦运动；根据第二步的连接方式，在滑阀阀芯一个运动周期内，压电陶瓷直接驱动式四通滑阀的A、B两个口都依次与P口和T口相通，实现双边溢流；双边溢流的原理为：当滑阀阀芯从零开口位置向左运动再到回到零开口位置的前半个正弦运动周期内，A口从滑阀阀芯轴肩的右侧通过P口溢流，B口从滑阀阀芯轴肩的右侧通过T口溢流；当滑阀阀芯从零开口位置向右运动再到回到零开口位置的后半个正弦运动周期内，A口从滑阀阀芯轴肩的左侧通过T口溢流，B口从滑阀阀芯轴肩的左侧通过P口溢流；基于双边溢流的原理，压电陶瓷直接驱动式四通滑阀在正弦控制信号的控制下滑阀阀芯完成一个正弦运动周期，滑阀阀芯运动周期为T_V＝2/f，A口和B口均产生两个溢流流量波峰，即前后两个正弦半周期各产生一个溢流流量的波峰，这样经过A、B口的总溢流流量Q_V也形成两个溢流流量波峰，因此Q_V抵消两个流量脉动周期的源脉动流量Q_S，源流量脉动周期为T_Q＝1/f，最终压电陶瓷直接驱动式四通滑阀在正弦控制信号的控制下做频率为f/2的正弦运动，产生的溢流流量Q_V就完全抵消了频率为f的源脉动流量Q_S，实现了液压管路流量脉动的完全抑制。