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专利号: 2019113868975
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:

1.一种四象限工况下的双泵控缸闭式系统的液压缸速度软测量方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一)根据两个泵/马达和电机的运行状态,分别确定两个泵/马达的运行工况;

为了区别两泵的流量,设与液压缸无杆腔相连的泵为泵1,与液压缸有杆腔相连的泵为泵2;以 分别表示与液压缸无杆腔相连的泵工况、马达工况的流量,以分别表示与液压缸有杆腔相连的泵工况、马达工况的流量;系统中,压差Δp由压力传感器测得的压力求差得到,设蓄能器进出口压力传感器测得的压力为p1,液压缸无杆腔进出口压力传感器测得压力为p2,液压缸有杆腔进出口压力传感器测得压力为p3,则有:泵1即大排量泵的压差为:

Δp1=p2‑p1

泵2即小排量泵的压差为:

Δp2=p3‑p1

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,即大气压;p为压力传感器分别测得的两泵与液压缸两侧的压力值p2、p3,这里取p=max(p2,p3);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)计算泵/马达的实际输出流量或输入流量;将不同工况下泵1和泵2的压差代入下式中:

泵工况为:

马达工况为:

式中:x—泵的排量系数,范围为0‑1;qP—泵的输出流量;qM—马达的输入流量;ω—泵角速度;D—泵排量;Cs层流系数,Cst—紊流系数;Δp—压差;S,σ—无纲量数;Bf—油液有效体积弹性模量;该式中的两个无纲量数为:其中v为油液粘度,ρ为油液密度,ω为泵角速度;

油液粘度与油液温度有关,采用如下方式计算:式中:T为油液温度;p0‑为系统的初始压力,即大气压;p‑所在液压元件的压力,液压元件中的压力p值是由该液压元件容腔的压力来决定的,由传感器测量得到(p为压力传感器分别测得的两泵与液压缸两侧的压力p2、p3,这里取p=max(p2,p3));C1、C2、C3‑均为系数,通过实验数据拟合得到;

步骤四)计算有效输入或输出流量:在II象限、IV象限中的泵工况下:qC=qP‑KL|p2‑p3|在I象限、IⅡ象限中的马达工况下:qC=qM+KL|p2‑p3|其中;qC为液压缸有效输入流量;KL‑液压缸泄漏系数;|p2‑p3|为液压缸两侧的压差;

步骤五)有效输入或输出流量除以有效面积A即得到液压缸速度:v=qC/A。

2.一种四象限工况下的双泵控缸闭式系统的液压缸位移软测量方法,其特征在于,包括如下步骤:

对于四象限工况的液压缸的速度进行积分,即可得到四象限工况的位移量:a)I象限中,定量泵/马达2工作处于马达工况,高压腔即控制腔为有杆腔B;与控制腔相连的为泵/马达2,获得液压缸有杆腔输出流量qC_M2,则液压缸的速度为vI,位移为xI;

式中:AB为有杆腔有效面积;

b)II象限中,定量泵/马达1工作处于泵工况,高压腔即控制腔为无杆腔A;与控制腔相连的为泵/马达1;获得液压缸无杆腔输入流量qC_P1,则液压缸的速度为vII,位移为xII;

式中:AA为无杆腔有效面积;

c)IⅡ象限中,定量泵/马达1工作处于马达工况,高压腔即控制腔为无杆腔A;与控制腔相连的为泵/马达1,获得液压缸无杆腔输出流量qC_M1,则液压缸的速度为vIII,位移为xIII;

d)IV象限中,定量泵/马达2工作处于泵工况,高压腔即控制腔为有杆腔B;与控制腔相连的为泵/马达2,获得液压缸有杆腔输入流量qC_P2;则液压缸的速度为vIV,位移为xIV;

其中AA、AB分别为液压缸无杆腔、液压缸有杆腔的作面积;pA、pB分别为液压缸无杆腔、液压缸有杆腔的压力,且pA、pB都是通过压力传感器测量得到的液压缸两端压力值,即pA=p2,pB=p3。

3.如权利要求2所述的一种四象限工况下的双泵控缸闭式系统的液压缸位移软测量方法,其特征在于,在液压缸的行程上设置接近开关作为参考点,当液压缸运动经过参考点时,根据参考点位置校准位移量。

4.如权利要求3所述的一种四象限工况下的双泵控缸闭式系统的液压缸位移软测量方法,其特征在于,所述参考点有三个,分别位于液压缸完全缩回、位移为液压缸总行程1/2、位移为行程终点位置。