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专利号: 2024100758003
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于电磁阀流量特性差异的阀控系统预补偿控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1:获取阀控系统中各电磁阀的压差‑占空比‑流量特性曲线;

S2:在各压差下,根据各电磁阀的占空比‑流量特性曲线,控制器分别选择出最大输出流量值最小的电磁阀作为基准阀,并设定控制信号与流量输出呈线性相关的线作为基准线;

S3:控制器将同压差下各电磁阀的占空比‑流量特性曲线与基准线做比较,得到各电磁阀达到基准线在各控制信号下的流量输出所需要的占空比补偿值,并将所述占空比补偿值存储在控制器内部的各占空比控制模块内,各占空比控制模块通过输出占空比控制各电磁阀;

S4:当控制器获取用户输入液压执行器的目标运动参数后,输出控制信号,所述的控制信号为流量指令信号;各占空比控制模块将占空比补偿值与原始占空比值叠加控制其对应的电磁阀,最终使得该压差下各电磁阀在相同控制信号下的实际流量输出一致并且控制信号与流量输出值线形相关,从而实现预补偿控制。

2.根据权利要求1所述的基于电磁阀流量特性差异的阀控系统预补偿控制方法,其特征在于,所述阀控系统包括液压执行器,所述液压执行器具有两个油腔,每个油腔均设置有一个进油电磁阀和一个出油电磁阀;所述阀控系统还包括控制器,所述控制器获取各个电磁阀的阀前后压差、液压执行器的运动参数、用户设定的目标运动参数,输出控制信号给其内部的各占空比控制模块,各占空比控制模块分别输出占空比控制各个电磁阀;所述的占空比控制模块内存储有各电磁阀达到基准线在各控制信号下的流量输出所需要的占空比补偿值。

3.根据权利要求2所述的基于电磁阀流量特性差异的阀控系统预补偿控制方法,其特征在于,电磁阀的压差‑占空比‑流量特性曲线通过以下方法获得:当待侧电磁阀为进油电磁阀时,关闭与其同油腔的出油电磁阀,关闭另一油腔的进油电磁阀,全开另一油腔的出油电磁阀;以步进值a,从0至100%逐渐调整待测电磁阀的占空比,检测待测电磁阀的阀前阀后压差,通过液压执行器的运动参数获得待测电磁阀的输出流量;获得检测数据后,再通过插值拟合的方式得到待测电磁阀的压差‑占空比‑流量特性曲线;

当待侧电磁阀为出油电磁阀时,关闭与其同油腔的进油电磁阀,关闭另一油腔的出油电磁阀,全开另一油腔的进油电磁阀;以步进值a,从0至100%逐渐调整待测电磁阀的占空比,检测待测电磁阀的阀前阀后压差,通过液压执行器的运动参数获得待测电磁阀的输出流量;获得检测数据后,再通过插值拟合的方式得到待测电磁阀的压差‑占空比‑流量特性曲线。

4.根据权利要求1所述的基于电磁阀流量特性差异的阀控系统预补偿控制方法,其特征在于,所述的S2,具体为:每个压差下的电磁阀的占空比‑流量特性曲线分为死区、第一段非线性区、线性区、第二段非线性区、饱和区;控制器分析不同压差下各电磁阀占空比‑流量特性曲线,由于各电磁阀的最大输出流量值是由其结构决定的,各电磁阀的最大输出流量值只能向下调整,因此控制器选择最大输出流量值最小的电磁阀作为基准阀,其最大输出流量值为Q0;

控制器生成的对各电磁阀的控制信号经过标准化设计后范围在[0,1]区间,各电磁阀的输出流量区间为[0,Q0];设定控制信号与流量输出呈线性相关的线作为基准线,基准线控制信号为t时,对应的输出流量Q=t×Q0。

5.根据权利要求1所述的基于电磁阀流量特性差异的阀控系统预补偿控制方法,其特征在于,所述S4具体为:根据用户设定的液压执行器的目标运动参数,控制器计算出所需工作的各电磁阀的目标输出流量值Qn;

控制器将各电磁阀的目标输出流量值Qn与基准阀最大输出流量值Q0比较,得到各电磁阀的控制信号n,n=Qn/Q0;

控制器将控制信号n 对应的原始占空比值与对应的占空比补偿值进行叠加,得到各电磁阀的即叠加后的占空比值,占空比叠加=占空比原始±占空比补偿;

最终的叠加后的占空比值由对应的占空比控制模块输出用于控制相应的电磁阀,确保其输出流量符合预期,并且整个系统的流量输出与占空比是线性相关的。

6.根据权利要求1或5所述的基于电磁阀流量特性差异的阀控系统预补偿控制方法,其特征在于,所述原始占空比值是未经过任何补偿或调整的电磁阀控制信号所对应的占空比值。