利索能及
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专利号: 2019112303722
申请人: 福建工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变转速泵控缸速度闭环控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一)通过伺服电机的输出转矩和转速确定泵进出口压差,进出口压差通过下述公式计算:Ta=ΔpD+CvSΔpD+CfΔpD+Chσ2ΔpD其中Ta为伺服电机实际输出扭矩;Δp为泵进出口压差;D为泵的排量;Cv,Cf,Ch依次为油液的粘性、摩擦、液体动态损失系数;S,σ为无纲量数:其中v为油液粘度,ρ为油液密度,ω为电机角速度;

油液粘度随温度变化,油液温度由温度传感器测出;油液粘度的计算方法为:式中:T为油液温度,ρ为油液密度,p0为大气压;p为所在液压元件的压力,此处压力p由油箱与泵/马达之间的压力传感器测量得到;C1、C2、C3为系数,通过实验拟合得到;

步骤二)计算有效体积弹性模量Bf,计算方法如下:式中p0为系统的初始压力;p为压力计算模块所计算出的泵/马达输出/输入压力;N为气体多变指数,1≦N≦1.4,X0为自由空气的相对含量,B为油液的额定弹性模量;

为了使弹性模量更为准确,设定一个最小值Bmin:Bf=max(Beff,Bmin)

步骤三)流量计算:通过液压缸的目标速度和进口侧压力获取液压缸流量的大小,计算公式如下:q=vA+KLΔp

其中q为实际输出流量;v为液压缸的速度;A为液压缸有效工作面积,在泵工况下为无杆腔有效面积,在马达工况下为有杆腔有效面积,△p为液压缸两侧压差,即为步骤一)所计算出的压差,KL为液压缸的泄漏系数;

步骤四)计算伺服电机转速,计算方法如下:

其中n为电机转速;ω为伺服电机的角速度,其计算公式如下:其中q为实际输出流量;x为泵排量百分比;D为泵排量;Δp为泵进出口压差;Cs,Cst分别为层流,紊流泄漏系数;B(f)油液有效弹性模量;

步骤五)所述的伺服电机转速计算模块计算出电机转速并转化为电机转速信号之后,和速度负反馈自适应控制得到的输出进行求和,并将求和结果送给伺服电机的控制器,从而控制伺服电机的输出转速。