Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления

Авторы патента:


Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления
Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления
Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления
Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления
Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления
Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления
Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления
Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления
Система управления электрогидравлического пропорционального клапана, регулирующего скорость потока, и способ ее осуществления

 


Владельцы патента RU 2446428:

САНИ ХЭВИ ИНДАСТРИ КО., ЛТД. (CN)
ХУНАНЬ САНИ ИНТЕЛЛИДЖЕНТ КОНТРОЛ ЭКВИПМЕНТ КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к управлению потоком гидравлической системы. Технический результат - улучшение качества управления системы. Электрогидравлическая пропорциональная система включает в себя устройство регулирования PWM (ШИМ), электрогидравлический пропорциональный клапан потока, гидравлический исполняющий элемент, модуль измерения скорости, модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока и модуль управления с прямой связью. Модуль измерения скорости измеряет скорость гидравлического исполняющего элемента и посылает результат измерения в модуль измерений характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока, который измеряет минимальный ток срабатывания и максимальный ток срабатывания электрогидравлического пропорционального клапана потока и максимальную скорость гидравлического исполняющего элемента и вводит эти результаты измерения в модуль управления с прямой связью. С этими результатами измерения модуль управления с прямой связью устанавливает соответствующие соотношения между скоростью гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана и вводит ток сердечника клапана в соответствии с устанавливаемым значением скорости в устройство регулирования PWM. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Настоящее изобретение относится к управлению потоком гидравлической системы, в частности к системе управления регулирования скорости и способу ее осуществления для электрогидравлического пропорционального клапана потока.

Электрогидравлический пропорциональный клапан потока представляет собой гидравлический клапан, в котором выходящий поток пропорционален входящему сигналу. Электрогидравлический пропорциональный клапан потока может управлять давлением, потоком и направлением гидравлической жидкости непрерывно и пропорционально в соответствии с упомянутым входящим электрическим сигналом. В настоящее время два вида систем управления главным образом используются для управления приведением в действие, особенно скоростью, гидравлического исполняющего элемента (включая в себя гидравлический цилиндр и гидравлический двигатель) при помощи выходящего потока электрогидравлического пропорционального клапана потока. Одна система управления приспособлена к ситуации, в которой требование к точности скорости низкое, и является разомкнутой системой управления регулирования скорости, сочетающей PWM технологию регулирования с грубым наблюдением со стороны человека и так далее. Фиг.1 представляет собой схематическую диаграмму вышеупомянутой разомкнутой системы управления. Как показано на Фиг.1, разомкнутая система управления включает в себя генератор PWM 11, электрогидравлический пропорциональный клапан потока 12 и гидравлический исполняющий элемент 13. В такой системе скорость гидравлического исполняющего элемента наблюдается визуально. В процессе для управления скоростью из-за низкого требования к качеству управления скорость гидравлического исполняющего элемента наблюдается визуально, и скорость исполняющего механизма тогда грубо регулируется с помощью настройки PWM коэффициента заполнения вручную оператором, чтобы соответствовать требованиям. В вышеупомянутой разомкнутой системе регулирования управления скоростью качество управления канала системы низкое, и скорость гидравлического исполняющего элемента отрегулирована в зависимости от суждений человека, таким образом, ошибка представляется значительной.

Другая система управления приспособлена к ситуации, в которой требование к точности скорости высокое, и является замкнутой системой регулирования управления скоростью, сочетающей технологию регулирования модуляции ширины импульса (PWM) с технологией сенсорного измерения и так далее. Фиг.2 представляет собой схематическую диаграмму вышеупомянутой замкнутой системы управления. Как показано на Фиг.2, разомкнутая система управления включает в себя устройство регулирования PWM 21, электрогидравлический пропорциональный клапан потока 22, гидравлический исполняющий элемент 23 и детектор скорости 24. Исходя из операционного принципа электрогидравлического пропорционального клапана потока, имеются определенные соотношения между подаваемым потоком и градусом раскрытия сердечника клапана. И есть также определенные соотношения между обмоткой сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока (в дальнейшем называемого током сердечника клапана) и градусом раскрытия сердечника клапана. Соотношения между подаваемым потоком и потоком могут быть выведены соотношениями между потоком и градусом раскрытия сердечника клапана. Далее, есть определенные соотношения между потоком и коэффициентом заполнения PWM. Таким образом, могут быть определены соотношения между коэффициентом заполнения PWM и подаваемым потоком. Поэтому в процессе для управления скоростью гидравлического исполняющего элемента желаемый подаваемый поток может быть достигнут просто через регулирование коэффициента заполнения PWM устройством регулирования PWM 21, чтобы позволить гидравлическому исполняющему элементу 23 генерировать соответствующую скорость и соответствующее смещение, и затем устройство обнаружения скорости 24 сравнивает обнаруженную скорость с данной скоростью, формируя, таким образом, замкнутую систему регулирования управления скорости.

Из-за эффекта таких факторов, как колебания напряжения электропитания и распределение сопротивления обмотки сердечника клапана (хотя сопротивление отдельной обмотки сердечника клапана изменятся с изменением температуры, различные обмотки сердечника клапана имеют различные сопротивления даже при той же самой температуре), когда коэффициент заполнения PWM является постоянным, плотность тока, проходящего через сердечник клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока плохая. В результате управление подаваемым потоком электрогидравлическим пропорциональным клапаном потока и регулирование скорости гидравлическим исполняющим элементом нарушены. Из-за вышеупомянутых факторов качество управления прямого канала замкнутой системы управления регулирования скорости плохое. Соответственно, замкнутая система управления регулирования скорости должна выполнить много инструкций, основанных на сигналах от скорости канала обратной связи, чтобы гарантировать, что фактическая скорость соответствует данной скорости. Может быть известно из основной теории автоматического управления, что если канал обратной связи чрезвычайно сильно зависим и другие типы управления возмещения не приняты, качество динамической характеристики и точность статического регулятора системы управления была бы обязательно затронута.

Техническая задача, которая будет решена настоящим изобретением, состоит в том, чтобы обеспечить систему управления регулирования скорости и способ ее осуществления для электрогидравлического пропорционального клапана потока, который может увеличить качество прямого канала управления системы управления регулирования скорости.

Для решения вышеописанной технической задачи настоящее изобретение обеспечивает систему управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока, содержащую: устройство регулирования PWM; электрогидравлический пропорциональный клапан потока; и гидравлический исполняющий элемент, в котором электрогидравлический пропорциональный клапан потока и гидравлический исполняющий элемент управляются PWM сигналом от устройства регулирования PWM. Система управления также содержит модуль измерения смещения/скорости; модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока; и модуль управления с прямой связью, в котором модуль измерения смещения/скорости измеряет смещение или скорость гидравлического исполняющего элемента и посылает результат измерения в модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока; модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока измеряет минимальный ток срабатывания и максимальный ток срабатывания электрогидравлического пропорционального клапана потока и максимальную скорость гидравлического исполняющего элемента и посылает эти результаты измерения в модуль управления с прямой связью; и модуль управления с прямой связью устанавливает соответствующие соотношения между скоростью движения гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана при помощи этих измеренных результатов и вводит значение тока сердечника клапана в соответствие с данным значением скорости, основываясь на соответствующем соотношении в устройство регулирования PWM, чтобы управлять электрогидравлическим пропорциональным клапаном потока.

Модуль измерения скорости сравнивает измеренную скорость движения гидравлического исполняющего элемента с данной скоростью системы, чтобы получить сигнал скоростного искажения.

Система управления далее содержит модуль регулирования тока для регулирования сигнала скоростного искажения и ввода отрегулированного результата в устройство регулирования PWM.

Система управления далее содержит сердечник клапана текущего модуля обнаружения, связанный с катушкой сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока и формирует схему управления с обратной связью тока сердечника клапана наряду с устройством регулирования PWM.

Соответственно, настоящее изобретение далее обеспечивает способ регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока, в котором: измеряют максимальную скорость срабатывания гидравлического исполняющего элемента и максимальный ток срабатывания и минимальный ток срабатывания сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока; обеспечивают установку соответствующих соотношений между скоростью движения гидравлического исполняющего элемента и сердечником клапана потока при помощи максимальной скорости срабатывания, максимального тока срабатывания и минимального тока срабатывания электрогидравлического пропорционального клапана потока; получают ток сердечника клапана в соответствии с данной скоростью системы, согласно соответствующим соотношениям; и осуществляют управление током сердечника клапана схемой управления током сердечника клапана в соответствии с данной скоростью системы.

Измерение представляет собой онлайн измерение или офлайн измерение.

По сравнению с известным уровнем техники настоящее изобретение обладает следующими преимуществами.

С одной стороны, система управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока, согласно настоящему изобретению, делает компенсацию токов внутреннего контура и скорость управления с прямой связью для системы управления регулирования скорости с помощью использования обратной связи по току сердечника клапана, и способ управления с прямой связью на основе офлайн измерений характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока, чтобы существенно улучшить качество ответа и точность управления прямым каналом системы управления регулирования скорости и уменьшить количество регулирований скорости канала обратной связи, улучшая, таким образом, качество замкнутого управления.

С другой стороны, так как модуль управления с прямой связью для офлайн измерения введен в разомкнутую систему управления, соответствующие соотношения между скоростью движения гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана могут быть определены. Таким образом, во время управления скоростью исполняющего механизма данная скорость системы, как сигнал управления с прямой связью, непосредственно преобразовывается в значение данного тока сердечника клапана, которое посылается в схему управления с обратной связью тока сердечника клапана, чтобы управлять электрогидравлическим пропорциональным клапаном потока. Поэтому в ситуации, когда требование по точности скорости низкое, качество управления разомкнутой системой управления регулирования скорости улучшается.

Вышеупомянутые и другие объекты, особенности и преимущества настоящего изобретения будут более очевидными из детального описания для предпочтительных вариантов осуществления изобретения, показанных на чертежах, в которых один номер ссылки обозначает ту же самую часть.

Фиг.1 представляет собой схематическую диаграмму разомкнутой системы управления в известном уровне техники;

Фиг.2 представляет собой схематическую диаграмму замкнутой системы управления в известном уровне техники;

Фиг.3 представляет собой схематическую диаграмму системы управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 представляет собой график соотношений между током сердечника клапана и подаваемым потоком электрогидравлического пропорционального клапана потока;

Фиг.5 представляет собой график соотношений между скоростью гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока;

Фиг.6 представляет собой схематическую диаграмму процесса измерения для минимального тока срабатывания гидравлического исполняющего элемента;

Фиг.7 представляет собой схематическую диаграмму процесса измерения для максимального тока срабатывания гидравлического исполняющего элемента;

Фиг.8 представляет собой схематическую диаграмму системы управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.9 представляет собой схематическую диаграмму системы управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

В дальнейшем, для лучшего понимания вышеупомянутых объектов, особенностей и преимуществ настоящего изобретения, определенные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно, со ссылками на чертежи.

В следующем описании много определенных деталей объяснены для того, чтобы полностью понять настоящее изобретение. Однако настоящее изобретение может быть выполнено другими вариантами осуществления, которые отличаются от описанных здесь. Специалисты могут выполнить настоящее изобретение с вариантами осуществления, не отступая от его сущности. Поэтому настоящее изобретение не ограничивается следующими раскрытыми определенными вариантами осуществления.

Фиг.3 представляет собой схематическую диаграмму системы управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.3, система управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя устройство регулирования PWM 34, электрогидравлический пропорциональный клапан потока 35 и модуль обнаружения тока сердечника клапана 36. Обмотка сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока 35 связана с модулем обнаружения тока сердечника клапана 36 и образует схему управления с обратной связью током сердечника клапана наряду с устройством регулирования PWM 34. Основная форма устройства регулирования PWM 34 состоит в том, что эквивалентная индуктивность и эквивалентное сопротивление электрогидравлического пропорционального клапана потока связаны со свободно вращающимся диодом параллельно и затем связаны с электропитанием через триод большой мощности или FET (транзистор с управляемым полем). Сигнал PWM управляет триодом или FET, чтобы включать или выключать так, чтобы форма волны напряжения катушки электрогидравлического пропорционального клапана потока была прямоугольной волной, имеющей постоянный период и регулируемую ширину импульса. Поскольку период импульса намного меньше, чем период ответа гидравлической системы, основанной на операционном принципе электрогидравлического пропорционального клапана потока, подаваемый поток электрогидравлического пропорционального клапана потока (соответствующий скорости движения гидравлического исполняющего элемента) только отвечает на среднее значение тока сердечника клапана. Модуль обнаружения тока сердечника клапана 36 сравнивает обнаруженный ток сердечника клапана с данным током сердечника клапана. Разница от сравнения преобразовывается в ответный сигнал PWM, имеющий соответствующий коэффициента заполнения устройством регулирования PWM 34 так, чтобы сформировать ток сердечника клапана для того, чтобы управлять электрогидравлическим пропорциональным клапаном потока 35, следуя, таким образом, данному току, который может ограничить эффект факторов, таких как колебание напряжения электропитания и неравное распределение сопротивления сердечника клапана на токе сердечника клапана.

Система управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно настоящему изобретению далее содержит модуль измерений характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока 32, модуль измерения смещения/скорости 38 и модуль управления с прямой связью 31. Из-за того же свойства параметра смещения и скорости, скорость будет образцовой, описанной, как пример. Модуль измерения смещения/скорости 38 измеряет параметры, такие как скорость или смещение гидравлического исполняющего элемента 37, и посылает результат измерения в модуль измерений характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока 32. Модуль измерения характеристики электрогидравлического пропорционального клапана потока измеряет 32 офлайн минимальный ток срабатывания Imin, максимальный ток срабатывания Imax электрогидравлического пропорционального клапана потока и максимальную скорость MaxSpeed гидравлического исполняющего элемента и посылает результаты измерения в модуль управления с прямой связью 31. Используя эти результаты измерения модуля измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока 32, модуль управления с прямой связью 31 устанавливает карту, соответствующую соотношению между скоростью гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана. Во время управления скоростью исполняющего механизма данная скорость системы, как и сигнал управления с прямой связью, преобразовывается непосредственно в данный ток сердечника клапана, который посылается в схему управления с обратной связью тока сердечника клапана, чтобы управлять электрогидравлическим пропорциональным клапаном потока.

С точки зрения теории управления, поскольку действие управления не исходит от скоростной обратной связи и обходит данную скорость скоростной обратной связи, но непосредственно применяется к схеме регулирования скорости, это управление принадлежит способу управления с прямой связью. Из-за этого действия управления, даже если нет никакой обратной связи скорости, скорость гидравлического исполняющего элемента может лучше следовать за данной скоростью во время управления регулирования скорости, и качество управления гораздо выше, чем в системе, показанной на Фиг.2. В случае, когда есть обратная связь скорости, по сравнению с системой, которая не принимает способ управления с прямой связью, "ошибка регулирования скорости", показанная на Фиг.3, будет сильно уменьшена, таким образом, значительно уменьшая сложность регулирования обратной связи скорости и существенно увеличивая точность замкнутого управления и динамическое качество регулирования скорости.

Система управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно настоящему изобретению далее содержит модуль регулирования тока 33. Компаратор сравнивает данный сигнал скорости системы с выходным сигналом скорости из модуля измерения смещения/скорости 38 и посылает сигнал ошибки управления скоростью в модуль регулирования тока 33. Сигнал ошибки управления скоростью представляется вычислением управления модулем регулирования тока 33, смешивается с сигналом управления с прямой связью и затем посылается в схему управления с обратной связью тока сердечника клапана. В качестве дополнения для управления с прямой связью модуль регулирования тока 33 может далее улучшить точность управления системой.

Ключевой момент системы управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно настоящему изобретению заключается в приеме управления с прямой связью, который может уменьшить зависимость от схемы замкнутого управления скоростью, принятом для того, чтобы улучшить точность управления регулирования скорости. Основой того, что прием управления с прямой связью мог быть принят, должна стать соответствующая кривая соотношений между током сердечника клапана и скоростью гидравлического исполняющего элемента. Согласно операционному принципу типа подаваемого потока электрогидравлический пропорциональный клапан потока, подаваемый поток электрогидравлического пропорционального клапана потока соответствуют скорости срабатывания привода головок, и подаваемый поток, соответствующий определенному потоку сердечника клапана, определен на основе следующих параметров: i) минимальный ток срабатывания сердечника клапана Imin, в котором, когда ток сердечника клапана достигает значения Imin, электрогидравлический пропорциональный клапан потока начинает производить маленький подаваемый поток, и исполняющий элемент, напротив, начинает немного перемещаться, когда ток сердечника клапана меньше, чем значение Imin, в электрогидравлическом пропорциональном клапане потока нет подаваемого потока; ii) максимальный ток срабатывания сердечника клапана Imax, в котором, когда ток сердечника клапана достигает значения Imax, сердечник клапана был только открыт для максимума, и подаваемый поток может не увеличиваться, даже если ток сердечника клапана продолжает увеличиваться, и когда ток сердечника клапана уменьшается от значения Imax, подаваемый поток может уменьшиться соответственно; iii) максимальная скорость Maxspeed исполняющего элемента, скорость которого соответствует максимальному подаваемому потоку Maxflow электрогидравлического пропорционального клапана потока.

Согласно операционному принципу гидравлического исполняющего элемента, скорость приведения в действие гидравлического исполняющего элемента пропорциональна подаваемому потоку электрогидравлического пропорционального клапана потока. Кроме того, согласно характеристикам электрогидравлического пропорционального клапана потока, соотношение между подаваемым потоком электрогидравлического пропорционального клапана потока и током сердечника клапана в пределах диапазона от Imin до Imax показано, как кривая на Фиг.4. Измеряя максимальную скорость Maxspeed гидравлического исполняющего элемента, соответствующего максимальному подаваемому потоку Maxflow так же как Imin и Imax, могут быть выведены соответствующие соотношения между скоростью гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока, как показано на Фиг.5.

У соответствующей кривой соотношений между током сердечника клапана в пределах диапазона от Imin до Imax и скоростью исполняющего элемента, как показано на Фиг.5, есть сильное практическое значение. Как показано на Фиг.5, в пределах диапазона от Imin до Imax, у тока сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока и скорости гидравлического исполняющего элемента есть линейная взаимозависимость. Если линейная кривая соотношения получена, может быть определена соответствующая кривая соотношения между скоростью гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока, и в свою очередь, может быть получено уравнение, касающееся соответствующей кривой соотношений между скоростью гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока. Применяя уравнение в модуле управления с прямой связью 31, можно вычислить непосредственно соответствующий ток сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока путем замены данной скорости в уравнении, произведенном в модуле управления с прямой связью 31. Устройство регулирования PWM 34 и электрогидравлический пропорциональный клапан потока 35 могут непосредственно управлять полученным током сердечника клапана, который может более точно управлять скоростью гидравлического исполняющего элемента вне зависимости от обратной связи скорости.

В системе управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно настоящему изобретению модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока 32 является работающим офлайн модулем. Таким образом, модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока 32 проводит тест характеристик, касающийся Imin, Imax электрогидравлического пропорционального клапана потока и Maxspeed и выполняет нормальное регулирование скорости электрогидравлического пропорционального клапана потока отдельно с точки зрения времени.

Фиг.6 представляет собой схематическую диаграмму процесса измерения для минимального тока срабатывания гидравлического исполняющего элемента. Как показано на Фиг.6, сначала выполняется шаг 601, в котором экспериментальное значение минимального тока срабатывания, например 290 мА, задано как минимальный ток срабатывания Imin, который помогает быстрее захватить минимум, приводящий в действие ток около основанного на опыте значения, и диапазон значений [LowLimit, HighLimit] тока сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока задан как [1 мА, 999 мА]. Фактическое значение тока сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока не будет превышать заданного диапазона значения. Значения тока сердечника клапана Imin электрогидравлического пропорционального клапана потока выводится для управления гидравлической системой работающего в течение периода, например, 30 секунд (шаг 602). В этот период смещение или скорость гидравлического исполняющего элемента непрерывно измеряются для того, чтобы определить, было ли перемещение (шаг 603). Если гидравлический исполняющий элемент перемещается, определяется, что минимальный ток срабатывания сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока не может быть больше, чем текущее значение Imin, таким образом, HighLimit в диапазоне значений изменяется, как текущее значение Imin (шаг 604); напротив, LowLimit изменяется, как текущее значение Imin (шаг 605). Затем определяется, приближается ли HighLimit к LowLimit достаточно, например, будет ли взаимная разница меньше или равна 1 мА (шаг 607). Если разница является достаточно маленькой, текущий Imin устанавливается как минимальный ток срабатывания, и офлайн измерение минимального тока срабатывания заканчивается (шаг 608); в противном случае, значение Imin настраивается (шаг 606), то есть увеличивается или уменьшается на фиксированную текущую разницу (разница может относится к длине шага, например, 16 мА) от заданного минимального текущего экспериментального значения, чтобы найти минимальный ток срабатывания. Во время определения, лежит ли минимальный ток срабатывания в пределах одной длины шага, среднее значение в длине шага тогда выбирается для повторного поиска и сокращения диапазона значения тока сердечника клапана до тех пор, пока диапазон значения не станет достаточно малым.

Фиг.7 представляет собой схематическую диаграмму процесса измерения для максимального тока срабатывания гидравлического исполняющего элемента. Как показано на Фиг.7, сначала максимальный номинальный ток, допустимый для обмотки сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока, устанавливается как максимальный ток срабатывания сердечника клапана (шаг 701). Текущее значение обязательно больше, чем фактический максимальный ток срабатывания сердечника клапана. Тогда гидравлическая система управляется максимальным потоком (шаг 702). Затем определяется, будет ли проводиться тест максимальной скорости MaxSpeed (шаг 704). Если да, тест максимальной скорости MaxSpeed гидравлического исполняющего элемента будет проводиться, и затем будет уменьшен ток сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока (шаг 703). Уменьшенное количество тока сердечника клапана может немедленно принять большее значение после того, как тест максимальной скорости закончится таким образом, что поток сердечника клапана внезапно уменьшается до близости к максимальному току срабатывания. В других вариантах осуществления уменьшенное количество тока сердечника клапана может принять меньшее значение, для примера 20 мА. После тестирования скорости может быть получено значение скорости Speed, соответствующее потоку сердечника клапана (шаг 705). Затем определяется, является ли значение скорости Speed значительно меньше, чем максимальная скорость MaxSpeed, например меньшее в 0,8 раз, чем MaxSpeed (шаг 707). Если да, значение скорости Speed и ток сердечника клапана Imax' регистрируются в это время. Максимальный ток срабатывания Imax вычисляется (шаг 708) из линейного уравнения

Imax=I min+(Imax'-Imin)*MaxSpeed/Speed

Тест закончен. В противном случае процесс продолжает уменьшать ток сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока (шаг 706) так, чтобы произвести новый тест скорости до тех пор, пока вышеупомянутые условия не будут удовлетворены.

Фиг.8 представляет собой схематическую диаграмму системы управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.8, разница между системой управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно настоящему варианту осуществления и системой управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока, показанного на Фиг.3, заключается в том, что модуль регулирования тока 33 удален. Ошибка регулирования скорости между скоростью и данной скоростью гидравлического исполняющего элемента непосредственно введена и смешана с сигналом управления прямой связи. Хотя модуль регулирования тока 33 удален, главным образом в зависимости от функции управления с прямой связью согласно настоящему изобретению, требование точности управления все еще может быть выполнено при использовании, когда требование точности не очень высоко.

Фиг.9 представляет собой схематическую диаграмму системы управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.9, разница между системой управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно настоящему варианту осуществления и системой управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока, показанного на Фиг.3, заключается в том, что модуль обнаружения тока сердечника клапана 36 удален таким образом, что система управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока становится единственной замкнутой системой управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока, имеющей функцию управления с прямой связью, которая отличается от двойной замкнутой системы, имеющей замкнутую систему тока и замкнутую систему перемещения (скорости) на Фиг.3. Так как эффект управления увеличен управлением с прямой связью, более высокая точность управления может быть достигнута даже в единственной системе замкнутого управления.

Модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока 32, модуль управления с прямой связью 31 и модуль регулирования тока системы управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно настоящему изобретению могут быть выполнены с использованием программного обеспечения.

Система управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока согласно настоящему изобретению производит компенсацию токов внутреннего контура и управление скоростью прямой связи к системе управления регулирования скорости при помощи сердечника клапана текущей обратной связью и feedforward способом управления, основанным на офлайн измерении характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока, чтобы существенно увеличить качество ответа и точность управления прямого канала системы управления регулирования скорости и уменьшить количество регулирований канала обратной связи скорости, улучшая, таким образом, качество замкнутого управления. В частности в случае, когда множеству исполняющих механизмов требуется взаимодействовать, изобретение обеспечивает подход для улучшения качества управления взаимодействия. Например, в рычажной системе управления движения рычажного машинного оборудования множество рычагов требуют взаимодействия, и множество систем управления регулирования скорости совмещены, что требует того, чтобы скорость каждого рычага могла быть точно контролируема, и скорость ответа была бы настолько быстрой, насколько это возможно. Эта функция может быть достигнута вышеупомянутой системой управления.

В общем, после действия в течение периода каждое характерное значение параметра электрогидравлического пропорционального клапана потока будет изменено. В это время новые значения параметра могут быть быстро определены с помощью разовой работы модуля измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока так, чтобы возобновить и улучшить качество управления системы.

Вышеупомянутое описание представляет собой только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и не предназначены для ограничения настоящего изобретения в любой форме. Хотя предпочтительные варианты осуществления согласно настоящему изобретению раскрыты как предшествующие, они не предназначены для ограничения изобретения. Нужно отметить, что специалистами технические решения изобретения могут быть улучшены и усовершенствованы или изменены как эквивалентные варианты осуществления при помощи раскрытых выше способов и технического содержания, не отступая от области технических решений настоящего изобретения. Поэтому любое простое усовершенствование, эквивалентное изменение и модификация, сделанная для вышеупомянутого варианта осуществления согласно независимому техническому содержанию настоящего изобретения, не отступая от содержания технических решений настоящего изобретения, попадает в область защиты технических решений настоящего изобретения.

1. Система управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока, содержащая:
устройство регулирования PWM;
электрогидравлический пропорциональный клапан потока; и
гидравлический исполняющий элемент,
причем электрогидравлический пропорциональный клапан потока и гидравлический исполняющий элемент управляются сигналом PWM от устройства регулирования PWM; при этом
система управления также содержит
модуль измерения смещения/скорости;
модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока; и
модуль управления с прямой связью, причем модуль измерения смещения/скорости измеряет смещение или скорость гидравлического исполняющего элемента и посылает результат измерения в модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока; модуль измерения характеристик электрогидравлического пропорционального клапана потока измеряет минимальный ток срабатывания, и максимальный ток срабатывания электрогидравлического пропорционального клапана потока, и максимальную скорость гидравлического исполняющего элемента и посылает эти результаты измерения в модуль управления с прямой связью; и модуль управления с прямой связью устанавливает соответствующие соотношения между скоростью движения гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана при помощи этих измеренных результатов и вводит значение тока сердечника клапана в соответствии с данным значением скорости, основываясь на соответствующем соотношении, в устройство регулирования PWM, чтобы управлять электрогидравлическим пропорциональным клапаном потока.

2. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что модуль измерения скорости сравнивает измеренную скорость движения гидравлическим исполняющим элементом с данной скоростью системы для получения сигнала скоростного искажения.

3. Система управления по п.2, отличающаяся тем, что она также содержит модуль регулирования тока, чтобы отрегулировать сигнал скоростного искажения и ввести отрегулированный результат в устройство PWM регулирования.

4. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что она также содержит модуль обнаружения тока сердечника клапана, соединенный с катушкой сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока, и образует схему управления с обратной связью тока сердечника клапана наряду с устройством регулирования PWM.

5. Способ управления регулирования скорости для электрогидравлического пропорционального клапана потока, в котором:
измеряют максимальную скорость срабатывания гидравлического исполняющего элемента, и максимальный ток срабатывания, и минимальный ток срабатывания сердечника клапана электрогидравлического пропорционального клапана потока;
устанавливают соответствующие соотношения между скоростью движения гидравлического исполняющего элемента и током сердечника клапана при помощи максимальной скорости срабатывания, максимального тока срабатывания и минимального тока срабатывания электрогидравлического пропорционального клапана потока;
обеспечивают получение тока сердечника клапана в соответствии с данной скоростью системы согласно соответствующим соотношениям; и
осуществляют управление схемой управления током сердечника клапана с помощью тока сердечника клапана в соответствии с данной скоростью системы.

6. Способ управления по п.5, отличающийся тем, что измерение представляет собой онлайн измерение или офлайн измерение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами и может быть использовано для создания высокоточных систем автоматического управления движением этих объектов по заданным пространственным траекториям.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для коррекции статических характеристик измерительных преобразователей давления, силы, углового перемещения и других физических величин.

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в образцах техники, работающих в условиях воздействия помех и пропадании информационных сигналов, а также в установках для научных исследований.

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами, обеспечивающего их движение по заданной траектории. .

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения электрической емкости. .

Изобретение относится к системам управления транспортными средствами. .

Изобретение относится к оптоэлектронике. .

Изобретение относится к области систем управления и может быть использовано в системе управления транспортным средством. .

Изобретение относится к устройствам для контроля технического состояния оборудования , в частности к устройствам диагностики узлов трения, и может быть использовано для контроля технического состояния трибосопряжений различных узлов .

Изобретение относится к области автоматического управления, в частности к цифровым системам регулирования, где в качестве сигналов задания и обратной связи необходимы сигналы в виде цифровых кодов, а в качестве задающих устройств и датчиков обратной связи используются устройства, выходной параметр которых формируется в виде переменного напряжения, амплитуда которого является функцией измеряемого параметра.

Изобретение относится к способам регулирования различных технологических параметров и может быть использовано в нефтяной и нефтехимической промышленности для повышения качества регулирования уровня раздела фаз в герметизированных проточных емкостях.

Изобретение относится к технической кибернетике, в частности к технике релейно-импульсного регулирования. .

Изобретение относится к технике автоматического регулирования. .

Изобретение относится к системам автоматического регулирования релейно-импульсного типа, предназначено для стабилизации возмущаемых динамических объектов регулирования и может быть использовано в автономных источниках питания, например, стабилизации напряжения синхронного генератора.

Изобретение относится к регулирующим устройствам с импульсным выходным сигналом. .

Изобретение относится к цифровьм системам управления и предназначено для регулирования давления газообразной среды в замкнутом объеме с помощью цифровых клапанов.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования. .
Наверх