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专利号: 2022105755341
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三通比例减压阀死区及滞环补偿方法,其特征在于,其包括以下步骤:步骤1:搭建系统平台,获得期望输入激励电流与实际输入激励电流间的关系;

采集三通比例减压阀的输出压力与输入激励电流,得到实际情况下的三通比例减压阀输出压力与输入激励电流间的函数,与理想情况下三通比例减压阀输出压力与输入激励电流间的函数相结合对比,得到三通比例减压阀期望输入激励电流与实际输入激励电流间的关系如下所示:‑1

Δi′=P (k·Δi)

式中:Δi′表示期望输入激励电流;Δi表示实际输入激励电流;P表示比例减压阀输出‑1压力与实际激励电流之间的函数;P 表示函数P的反函数;k表示输出压力随输入激励电流变化曲线的斜率;

步骤2:确定实际输入激励电流与输出压力的关系;

‑1

利用高次多项式对P 进行拟合,得到实际情况下三通比例减压阀的输入激励电流Δi与输出压力pA的函数如下式所示:n n‑1 n‑2

Δi=an·pA+an‑1·pA +an‑2·pA +…+a0=g(pA)式中:g表示三通比例减压阀实际输入激励电流与输出压力之间的函数;pA表示输出压力;a0…an表示拟合多项式的n个系数,n取正整数;

进一步整理,三通比例减压阀期望输入激励电流Δi′与实际输入激励电流Δi间的关系如下式所示:Δi′=g(k·Δi)

步骤3:将获得的实际输入激励电流与输出压力之间的关系进行多项式拟合;

通过理论上的三通比例减压阀输出压力随激励电流变化曲线关系变换及多项式拟合,得出三角波信号前半周期和后半周期三通比例减压阀实际输入激励电流与输出压力之间的函数,分别用函数g1和g2表示,g1和g2的具体表达式如下所示:式中:g1表示前半周期三通比例减压阀实际输入激励电流与输出压力之间的函数;g2表示后半周期三通比例减压阀实际输入激励电流与输出压力之间的函数;au0…aun表示参考基准g′1的多项式拟合系数;ad0…adn表示参考基准g′2的多项式拟合系数;g′1和g′2表示函数g1和g2的参考基准;acu0…acun表示函数h1多项式拟合系数;acd0…acdn表示函数h2多项式拟合系数;h1表示前半周期常数与输入信号斜率之间的函数;h2表示后半周期常数与输入信号斜率之间的函数;

其中,输入三角波信号斜率ks能通过计算激励电流Δi前后两点变化差值与所用时间的比值获取,具体获取方法如下所示:式中:Δt表示激励电流Δi前后两点变化所用时间;Δit表示该时刻实际输入激励电流;Δit‑1表示上一时刻实际输入激励电流;

步骤4:确定期望输入激励电流与实际输入激励电流的具体关系表达式,补偿减压阀的死区和滞环;

综合步骤1~步骤3得到三通比例减压阀期望输入激励电流Δi′与实际输入激励电流Δi的关系:通过上式完成对三通比例减压阀死区及滞环的补偿。

2.根据权利要求1所述的三通比例减压阀死区及滞环补偿方法,其特征在于,所述步骤

1中的搭建系统平台具体为:

所述系统平台包括:电机泵、比例溢流阀、电磁换向阀、流量计、单向阀、压力表和压力传感器,用于测试比例减压阀的输入激励电流和输出压力。

3.根据权利要求1所述的三通比例减压阀死区及滞环补偿方法,其特征在于,所述步骤

1中的期望输入激励电流与实际输入激励电流间关系的获取方法如下所示:采集三通比例减压阀的输出压力PA与输入激励电流Δi,绘制实际三通比例减压阀输出压力随激励电流变化的曲线,写出函数表达式如下:pA=P(Δi)

式中:P表示比例减压阀输出压力与激励电流之间的函数;

理想情况下,能够得出三通比例减压阀输出压力与激励电流间的函数式如下所示:pA′=k·Δi

式中:pA′表示在理想情况下的比例减压阀期望输出压力;

将期望输出压力pA′作为输入变量输入到反函数中,能够得到在实际情况下的期望输出压力pA′与期望输入激励电流Δi′关系的函数表达式如下所示:‑1

Δi′=P (pA′)

进一步计算获得期望输入激励电流与实际输入激励电流间关系:‑1

Vi′=P (k·Vi)。

4.根据权利要求1所述的三通比例减压阀死区及滞环补偿方法,其特征在于,所述步骤

3中的确定三角波信号输入下输出压力与实际输入激励电流之间关系的获取方法如下所示:由于三通比例减压阀输出压力随激励电流变化曲线主要取决于输入三角波信号的斜率,而与输入三角波信号的幅值和周期无关,能够得到如下所示的函数关系:式中:g1表示前半周期三通比例减压阀实际输入激励电流与输出压力之间的函数;g2表示后半周期三通比例减压阀实际输入激励电流与输出压力之间的函数;f1表示在输入三角波信号前半周期时拟合函数与输入信号斜率之间的函数关系;f2表示在输入三角波信号后半周期时拟合函数与输入信号斜率之间的函数关系;

由于不同输入信号斜率下的三通比例减压阀输出压力随激励电流变化曲线之间差值为一常数,即某一输入信号斜率下的变化曲线g能通过其它输入信号斜率下的变化曲线经过平移变换得到下式:式中:g′1和g′2表示函数g1和g2的参考基准;C1表示三角波信号前半周期常数;C2表示三角波信号后半周期常数;

其中,前半周期常数C1和后半周期常数C2也能够表示为输入信号斜率ks的函数,如下式所示:式中:h1表示前半周期常数与输入信号斜率之间的函数;h2表示后半周期常数与输入信号斜率之间的函数;

利用高次多项式对函数h1与h2进行拟合,得到下式:结合上述公式得到如下所示的函数关系:

即得到步骤3所述的函数g1和g2。