[发明专利]一种水液压马达转速控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种水液压马达转速控制系统及方法。本发明利用模糊控制克服传统控制方式控制精度不高无法适应水液压系统多变量、非线性的缺陷；利用目标转速前馈，系统总容积效率反馈的方式对水液压马达转速波动进行提前补偿；对伺服电机理论转速与实际转速的差值进行反馈，在伺服电机转速的控制上构成了一个局部小闭环，提高伺服电机转速控制的精准度；基于多分辨率分析理论对流量信号中的干扰成份进行剥离，然后对信号进行重构；对转速信号进行小波变换减少或消除转速信息中的量化误差。本发明对水液压马达转速的控制精度高、响应速度快，抗扰动能力强，水液压马达转速输出平滑。

主权项

1.一种水液压马达转速控制系统，由动力源、水液压系统、检测系统、控制系统和数据传输系统组成，其特征在于：所述的动力源由伺服控制器和伺服电机组成；伺服控制器控制伺服电机；所述的水液压系统包括水液压泵、水液压马达和先导式电磁溢流阀；水液压泵由伺服电机驱动；水液压泵的输入端经过滤器接水箱，输出端依次经单向阀和先导式电磁溢流阀后接水箱；单向阀的输出端接电磁换向阀的进水口；水液压马达的两个工作口与电磁换向阀的两个工作阀口分别连通；电磁换向阀的回水口经散热器后接水箱；水液压马达的输出轴与联轴器的一端固定，联轴器上固定有脉动吸收盘；所述的检测系统包括第一转速传感器、第二转速传感器、第一流量传感器、压力传感器、第二流量传感器和温度传感器；第一转速传感器测量伺服电机的实际转速；第二转速传感器布置在联轴器一侧，对水液压马达实际转速进行非接触测量；第一流量传感器串接在电磁换向阀与散热器之间，测量水液压马达的输出流量；单向阀输出口与电磁换向阀的进水口之间设有压力传感器、第二流量传感器和温度传感器，压力传感器测量水液压泵的出水压力，第二流量传感器测量水液压泵的输出流量，温度传感器测量水液压泵的出水水温；所述的控制系统由信号处理模块、转速控制模块和人机操作界面组成；所述的人机操作界面包含目标转速设置窗口、开始按钮、停止按钮和显示窗口；目标转速设置窗口设定水液压马达的目标转速n_s，0rpm≤n_s≤500rpm，未设置时水液压马达的目标转速值为0；开始按钮用于将目标转速n_s传给转速控制模块；停止按钮将n_s＝0传给转速控制模块；显示窗口显示信号处理模块传递过来的水液压马达的实际转速、伺服电机实际转速、水液压泵容积效率、水液压马达容积效率、水液压泵的出水压力和水液压泵的出水水温；所述的信号处理模块接收数据传输系统传来的各种信号，根据转速信号得到水液压马达实际转速、伺服电机实际转速、水液压马达实际转速与目标转速的差值以及差值的变化率，根据流量信号得到水液压泵的理论流量、水液压泵容积效率、水液压马达容积效率和系统总容积效率，并将水液压马达实际转速、水液压泵的出水水温、水液压泵的出水压力、水液压泵容积效率和水液压马达容积效率传递给人机操作界面，将伺服电机的实际转速、系统总容积效率、转速与转速的差值以及差值的变化率传递给转速控制模块，转速控制模块生成总控制量；所述的数据传输系统包括A/D转换器和D/A转换器；A/D转换器将检测系统中各传感器所测模拟信号转变为数字信号，然后将数字信号传递到控制系统的信号处理模块；控制系统的转速控制模块将总控制量的数字信号传递给D/A转换器，D/A转换器将数字信号转变为模拟信号传递给伺服控制器，伺服控制器控制伺服电机转速，间接控制水液压马达转速。