[发明专利]一种非对称液压缸实时动态补偿加载装置

摘要

一种非对称液压缸实时动态补偿加载装置，属于液压控制领域，由加载控制非对称液压缸、伺服比例阀和加载控制器组成，加载控制器由多路传感器采集、加载力给定、力校正装置、动态补偿器、功率放大器组成。最大优点是采用位置、流量和压力三参数融合补偿辅助进行力控制，能够根据非对称液压缸运动过程中伺服阀压力和流量的非线性特性、液压缸两腔面积的非对称性以及负载参数变化，实现非对称液压缸实时动态补偿加载。适用于对力控制精度要求高的负载模拟装置等场合。

主权项

一种非对称液压缸实时动态补偿加载装置，是一种电液力控制系统，由加载控制非对称液压缸(15)、Ⅰ号伺服比例阀(19)和加载控制器组成，其特征在于加载控制器由多路传感器采集、加载力给定(7)、力校正装置(8)、动态补偿器(10)、功率放大器(11)组成，其中所述多路传感器采集由力模数转换器(1)、位移与速度模数转换器(2)、Ⅱ号压力模数转换器(3)、Ⅱ号流量模数转换器(4)、Ⅰ号压力模数转换器(5)、Ⅰ号流量模数转换器(6)、系统供油压力模数转换器(9)、Ⅰ号流量传感器(12)、Ⅰ号压力传感器(13)、Ⅰ号位置速度传感器(14)、力传感器(16)、Ⅱ号压力传感器(17)、Ⅱ号流量传感器(18)和系统供油压力传感器(20)组成，其中所述加载力给定(7)输出的是恒定的值或是变化的值，加载力给定(7)输出作为力校正装置(8)的给定输入；力传感器(16)输出信号经力模数转换器(1)输出作为力校正装置(8)的反馈输入；力校正装置(8)为比例积分校正器，实现加载力给定(7)与力模数转换器(1)输出的偏差信号调节控制，力校正装置(8)的输出作为动态补偿器(10)的信号输入；Ⅰ号位置速度传感器(14)、Ⅱ号压力传感器(17)、Ⅱ号流量传感器(18)、Ⅰ号压力传感器(13)、Ⅰ号流量传感器(12)和系统供油压力传感器(20)分别经位移与速度模数转换器(2)、Ⅱ号压力模数转换器(3)、Ⅱ号流量模数转换器(4)、Ⅰ号压力模数转换器(5)、Ⅰ号流量模数转换器(6)和系统供油压力模数转换器(9)的输出信号，也作为动态补偿器(10)的信号输入；所述的动态补偿器(10)通过动态补偿函数进行位置、流量和压力三参数融合补偿，并根据力校正装置(8)的输出辅助进行加载力控制，实现实时动态加载；动态补偿器(10)信号输出经功率放大器(11)控制Ⅰ号伺服比例阀(19)的阀芯位移，驱动Ⅰ号伺服比例阀(19)产生相应的运动，实现加载控制非对称液压缸(15)的加载力高精度控制，其中所述的动态补偿函数表达式Gd为：Gd=f(x,t)+K1q1Kq1Gsv(s)×ps1-p1ps1xv>0,v>0f(x,t)+K1q1Kq1Gsv(s)×p1ps1xv>0,v<0f(x,t)+K2q2Kq2Gsv(s)×p2ps1xv<0,v>0f(x,t)+K2q2Kq2Gsv(s)×ps1-p2ps1xv<0,v<0]]>f(x,t)是加载控制非对称液压缸(15)在一个运动周期内的位置曲线；Gsv(s)是Ⅰ号伺服比例阀(19)的传递函数；xv是Ⅰ号伺服比例阀(19)的阀芯位移；v是Ⅰ号位置速度传感器(14)实时采集经位移与速度模数转换器(2)输出的加载控制非对称液压缸(15)的速度信号；q1是Ⅰ号流量传感器(12)实时采集加载控制非对称液压缸(15)无杆腔的流量经Ⅰ号流量模数转换器(6)输出的信号；q2是Ⅱ号流量传感器(18)实时采集加载控制非对称液压缸(15)有杆腔的流量经Ⅱ号流量模数转换器(4)输出的信号；K1和K2分别是Ⅰ号伺服比例阀(19)阀芯位移xv>0和xv<0时的补偿强度；Kq1和Kq2分别是Ⅰ号伺服比例阀(19)阀芯位移xv>0和xv<0时的流量增益；p1是Ⅰ号压力传感器(13)实时采集加载控制非对称液压缸(15)无杆腔的压力经Ⅰ号压力模数转换器(5)输出的信号；p2是Ⅱ号压力传感器(17)实时采集加载控制非对称液压缸(15)有杆腔的压力经Ⅱ号压力模数转换器(3)输出的信号；ps1是系统供油压力传感器(20)经系统供油压力模数转换器(9)输出的信号。