[发明专利]变排量变压力调节负载匹配电液位置跟踪控制方法

摘要

本发明涉及一种变排量变压力调节负载匹配电液位置跟踪控制方法，包括以下步骤1)获取液压缸速度信号vd，计算伺服阀开度前馈控制量Sv,d；2)使用逆模型法反求泵出口压力前馈控制量Pp,d和泵变量控制阀前馈控制量qa,d；3)获取泵斜盘倾角、泵出口压力Pp、液压缸位移x和液压缸负载压力PL，采用线性反馈方法获得变量控制阀实际控制量qa，采用Backstepping方法获得伺服阀实际控制量Sv，实现液压缸位置跟踪控制。与现有恒压调节电液位置控制技术相比，本发明泵出口压力根据负载需求压力变化，减少了压力损失，提高了系统效率，同时采用前馈控制与反馈控制相结合的方法，液压缸位置跟踪精度高。

主权项

一种变排量变压力调节负载匹配电液位置跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取液压缸速度信号vd，计算伺服阀开度前馈控制量Sv,d：Sv,d＝vd×Ks其中，Ks为控制系数，通过以下公式计算：Ks≤2KqAcCmax,vd≥0AcKqplim,d,vd<0]]>其中：Cmax=βvdmaxTcVc0-Acxdmax]]>plim,d=madmax+FAc]]>式中，Kq为伺服阀流量系数，Ac为液压缸活塞有效面积，β为油液弹性模量，Tc为前馈控制器运算周期，Vc0为初始位置时液压缸左右两腔容积，F为负载力，m为液压缸运动部件质量，admax、vdmax、xdmax分别为液压缸加速度信号、速度信号和位置信号的最大值；2)根据所述伺服阀开度前馈控制量Sv,d以及液压缸位置信号xd和负载需求，使用逆模型法反求泵出口压力前馈控制量Pp,d和泵变量控制阀前馈控制量qa,d；3)获取泵斜盘倾角泵出口压力Pp、液压缸位移x和液压缸负载压力PL，根据所述泵出口压力前馈控制量和泵变量控制阀前馈控制量采用线性反馈方法获得变量控制阀实际控制量qa，采用Backstepping方法获得伺服阀实际控制量Sv，实现液压缸位置跟踪控制；所述步骤2)中，使用逆模型法求出泵出口压力前馈控制量Pp,d具体为：Pp,d=2×(QL,dKqSv,d)2+Sgn(Sv,d)PL,d]]>其中：PL,d=mx··d+F+Bx·dAc]]>QL,d=Acx·d+Vc02βP·L,d]]>式中，B为液压缸速度粘滞系数，Ac为液压缸活塞有效面积，F为负载力，m为液压缸运动部件质量，PL,d为液压缸前馈压力，β为油液弹性模量，Vc0为初始位置时液压缸左右两腔容积，QL,d为液压缸前馈流量，Kq为伺服阀流量系数，Sgn为符号函数；所述步骤2)中，使用逆模型法求出泵变量控制阀前馈控制量qa,d具体为：当qa,d<0时，当qa,d≥0时，式中，为变量泵斜盘倾角前馈量，Aa、ra分别为泵变量缸活塞面积和等效运动半径，Vp为泵出口容腔体积，Kqleak为泄漏系数，kp表示泵流量系数；所述步骤3)中，采用线性反馈方法获得变量控制阀实际控制量qa具体为：qa＝qa,d+qa,c式中，为泵斜盘倾角误差，为变量泵斜盘倾角前馈量，ep为泵出口压力误差，ep＝pp,d‑pp，λp分别为斜盘倾角和泵出口压力的反馈系数；所述步骤3)中，采用Backstepping方法获得伺服阀实际控制量Sv具体为：Sv=KqSv,dPp,d-Sgn(Sv,d)PL,d-eQLKqPp-Sgn[KqSv,dPp,d-Sgn(Sv,d)PL,d-eQL]PL]]>其中：eQL=2δ3βAcVc0y2z3+δ3z3α·2-K3z32-Acmδ2z2z32δ3βVc0z3-δpβVpep]]>z3＝y3‑α2α2=mAc(By2+α·1-K2z2-δ1δ2z1)]]>z2＝y2‑α1α1＝‑K1z1z1＝y1式中，ep为泵出口压力误差，ep＝pp,d‑pp，Vp为泵出口容腔体积，y1为液压缸位移误差，y1＝xd‑x，y2为液压缸速度误差，y2＝vd‑v，y3为液压缸压力误差，y3＝PL,d‑PL，δ1、δ2、δ3、K1、K2、K3为大于0的反馈控制参数，δp为大于0的压力反馈控制参数。