本發(fā)明僅涉及液壓缸同步起豎技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及如何提高雙缸同步控制系統(tǒng)的精度和安全可靠性的雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的大型關(guān)重設(shè)備起豎控制系統(tǒng)有兩種原理模式：①采用單根多級(jí)油缸起豎，這種原理模式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不適用于負(fù)載偏載的工況，可靠性較差；②使用兩根多級(jí)缸起豎，配以同步分流閥，這種原理模式雖然實(shí)現(xiàn)了雙缸同步起豎，但是其精度較低，僅5％左右，穩(wěn)定性不高，安全性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的多級(jí)缸在換級(jí)過(guò)程中的壓力波動(dòng)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成一定的沖擊影響；多級(jí)缸起豎至一定的角度時(shí)，整套系統(tǒng)的重心將過(guò)90°，此時(shí)多級(jí)缸處于負(fù)的負(fù)載狀態(tài)，如果沒(méi)有技術(shù)防范措施，多級(jí)缸會(huì)失控加速；多級(jí)缸起豎過(guò)程中，如果同步精度不高，累積誤差將導(dǎo)致系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p壞不足之處。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)，一種雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)，包括雙缸液壓系統(tǒng)，所述雙缸液壓控制系統(tǒng)包括液壓缸一與液壓缸二，液壓系統(tǒng)分別與所述液壓缸一所述液壓缸二連接，控制系統(tǒng)與所述液壓缸一、所述液壓缸二連接；

所述控制系統(tǒng)包括控制器，所述控制器與安裝在電氣系統(tǒng)中的兩個(gè)角度傳感器感應(yīng)連接，所述控制器與所述液壓系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)速閥一、調(diào)速閥二、電磁換向閥三、電磁換向閥一、電磁換向閥二連接。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述液壓系統(tǒng)包括平衡閥一、平衡閥二、平衡閥三與平衡閥四，所述平衡閥一、所述平衡閥二與所述液壓缸一連接，所述平衡閥三、所述平衡閥四與所述液壓缸二連接，所述電磁換向閥一與所述液壓缸一連接，所述電磁換向閥二與所述液壓缸二連接，調(diào)速閥三、整流板與所述平衡閥一連接，調(diào)速閥一、所述整流板與所述平衡閥四連接，調(diào)速閥二與所述電磁換向閥一、所述電磁換向閥二連接，電磁換向閥三與所述平衡閥一、所述平衡閥三連接，所述電磁換向閥三與所述調(diào)速閥二連接，所述整流板與所述調(diào)速閥一連接，所述整流板與所述調(diào)速閥三連接，所述電磁換向閥三與所述整流板、所述調(diào)速閥一及所述整流板與所述調(diào)速閥三分別連接。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述電磁換向閥一與所述電磁換向閥二均為小通徑電磁換向閥。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述調(diào)速閥一為電比例調(diào)速閥，所述調(diào)速閥二為小通徑電比例電磁閥，所述調(diào)速閥三為手動(dòng)調(diào)速閥。

一種雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)的控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟101：兩個(gè)傳感器分別采集其各自對(duì)應(yīng)的液壓缸一與液壓缸二的角度信息，并上傳給控制器；

步驟102：控制器收到液壓缸一與液壓缸二的角度信息進(jìn)行比較，當(dāng)二者偏差較大時(shí)，控制器將發(fā)送調(diào)節(jié)信號(hào)給電比例調(diào)速閥，控制電比例調(diào)速閥的開(kāi)口大小，將其對(duì)應(yīng)的過(guò)流量輸送至平衡閥三、平衡閥四，以此實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)從動(dòng)缸——液壓油缸二的行程，使其與主動(dòng)缸——液壓缸一同步；

步驟103：控制器收到液壓缸一與液壓缸二的角度偏差較小時(shí)，控制器將調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)送給調(diào)速閥二、電磁換向閥一、電磁換向閥二，其對(duì)液壓缸一與液壓缸二進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其同步。

本發(fā)明的有益效果為：通過(guò)采用控制器與安裝在電氣系統(tǒng)中的兩個(gè)角度傳感器感應(yīng)連接，控制器與液壓系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)速閥、整流板、電磁換向閥一、電磁換向閥二連接；角度傳感器，以實(shí)時(shí)采集角度，便于控制器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，當(dāng)兩個(gè)液壓缸出現(xiàn)位置誤差時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出信號(hào)，調(diào)節(jié)比例閥的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)同步，以此達(dá)到精確控制油缸位移的目的；以及所采用的平衡閥，極大地緩解了壓力波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響；同步起豎系統(tǒng)通過(guò)調(diào)速閥回路和補(bǔ)油回路，從源頭上達(dá)到了雙缸同步控制的目的；同步起豎系統(tǒng)采用“主從動(dòng)”和“分級(jí)pid”相結(jié)合的控制方式，從控制策略層面大大提高了系統(tǒng)的同步精度；整套系統(tǒng)的液壓控制原理可靠合理，電氣控制難度小，實(shí)施操作簡(jiǎn)單，成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)的液壓原理圖；

圖2為圖1所示雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)的控制方法流程圖一；

圖3為圖1所示雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)的控制方法流程圖一；

圖4為上位機(jī)對(duì)油缸行程數(shù)據(jù)的三個(gè)角度的數(shù)據(jù)圖。

圖中：1、液壓缸一；2、液壓缸二；3、平衡閥三；4、平衡閥四；5、調(diào)速閥一；6、整流板；7、電磁換向閥三；8、調(diào)速閥二；9、電磁換向閥二；10、電磁換向閥一；11、平衡閥二；12、平衡閥一；13、調(diào)速閥三。

具體實(shí)施方式

如圖1-4所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)，一種雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)，包括雙缸液壓系統(tǒng)，所述雙缸液壓控制系統(tǒng)包括液壓缸一1與液壓缸二2，液壓系統(tǒng)分別與所述液壓缸一1所述液壓缸二2連接，控制系統(tǒng)與所述液壓缸一1、所述液壓缸二2連接；所述控制系統(tǒng)包括控制器，所述控制器與安裝在電氣系統(tǒng)中的兩個(gè)角度傳感器感應(yīng)連接，所述控制器與所述液壓系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)速閥一5、調(diào)速閥二8、調(diào)速閥三13、整流板6、電磁換向閥一10、電磁換向閥二9連接。

角度傳感器，以實(shí)時(shí)采集角度，便于控制器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，當(dāng)兩個(gè)液壓缸出現(xiàn)位置誤差時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出信號(hào)，調(diào)節(jié)比例閥的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)同步，以此達(dá)到精確控制油缸位移的目的。

所述液壓系統(tǒng)包括平衡閥一12、平衡閥二11、平衡閥三3與平衡閥四4，平衡閥一12、平衡閥二11與液壓缸一1連接，平衡閥三3、平衡閥四4與液壓缸二2連接，電磁換向閥一10與液壓缸一1連接，電磁換向閥二9與液壓缸二2連接，調(diào)速閥三13、整流板6與平衡閥一12連接，調(diào)速閥一5、整流板6與平衡閥四4連接，調(diào)速閥二8與電磁換向閥一10、電磁換向閥二9連接，電磁換向閥三7與平衡閥一12、平衡閥三3連接，電磁換向閥三7與調(diào)速閥二8連接，整流板6與調(diào)速閥一5連接，整流板6與調(diào)速閥三13連接，電磁換向閥三7與整流板6、調(diào)速閥一5及整流板6與調(diào)速閥三13分別連接。電磁換向閥一10與電磁換向閥二9均為小通徑電磁換向閥。調(diào)速閥一5為電比例調(diào)速閥，調(diào)速閥二8為小通徑電比例電磁閥，調(diào)速閥三13為手動(dòng)調(diào)速閥。

采用的平衡閥，極大地緩解了壓力波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響；同步起豎系統(tǒng)通過(guò)調(diào)速閥回路和補(bǔ)油回路，從源頭上達(dá)到了雙缸同步控制的目的；同步起豎系統(tǒng)采用“主從動(dòng)”和“分級(jí)pid”相結(jié)合的控制方式，從控制策略層面大大提高了系統(tǒng)的同步精度；整套系統(tǒng)的液壓控制原理可靠合理，電氣控制難度小，實(shí)施操作簡(jiǎn)單，成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。

一種雙缸液壓同步起豎系統(tǒng)的控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟101：兩個(gè)傳感器分別采集其各自對(duì)應(yīng)的液壓缸一與液壓缸二的角度信息，并上傳給控制器；

步驟102：控制器收到液壓缸一與液壓缸二的角度信息進(jìn)行比較，當(dāng)二者偏差較大時(shí)，控制器將發(fā)送調(diào)節(jié)信號(hào)給電比例調(diào)速閥，控制電比例調(diào)速閥的開(kāi)口大小，將其對(duì)應(yīng)的過(guò)流量輸送至平衡閥三、平衡閥四，以此實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)從動(dòng)缸——液壓油缸二的行程，使其與主動(dòng)缸——液壓缸一同步；

步驟103：控制器收到液壓缸一與液壓缸二的角度偏差較小時(shí)，控制器將調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)送給調(diào)速閥二、電磁換向閥一、電磁換向閥二，其對(duì)液壓缸一與液壓缸二進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其同步。

具體調(diào)節(jié)方式為：依照控制原理圖1所示，當(dāng)設(shè)備開(kāi)始精確對(duì)接之前，首先將其起豎至90°。此時(shí)主電磁換向閥右閥芯得電，壓力油p1經(jīng)過(guò)換向閥后，油液分為兩路，一路流經(jīng)整流板和事先設(shè)定好的手動(dòng)調(diào)速閥，另一路同樣先經(jīng)整流板，然后經(jīng)過(guò)電比例調(diào)速閥，最后經(jīng)過(guò)平衡閥后到達(dá)油缸大腔，亦即開(kāi)始起豎。設(shè)置電比例調(diào)速閥的目的是實(shí)現(xiàn)“主從動(dòng)控制”，即通過(guò)第一級(jí)pid程序自動(dòng)控制電比例調(diào)速閥，實(shí)現(xiàn)右側(cè)油缸“跟從”左側(cè)油缸的同步。

自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制策略采用分級(jí)pid控制策略，即兩個(gè)角度傳感器檢測(cè)的兩油缸實(shí)時(shí)角度差值較大時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用第一級(jí)pid程序，通過(guò)圖2所示的控制策略進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。當(dāng)兩油缸接近終點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用第二級(jí)pid程序，按照?qǐng)D3所示的控制策略進(jìn)入精確控制階段，即兩油缸實(shí)時(shí)角度的差值較小時(shí)，控制器輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)補(bǔ)油用的電磁閥實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)閥口開(kāi)度，以此達(dá)到精確控制油缸位移的目的。

當(dāng)兩油缸接近終點(diǎn)時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉主電磁換向閥，停止調(diào)用第一級(jí)pid程序，并自動(dòng)啟用第二級(jí)pid程序，實(shí)現(xiàn)小流量補(bǔ)油，達(dá)到精確控制的目的。

當(dāng)需要收回時(shí)，主電磁換向閥左閥芯得電，壓力油p2經(jīng)過(guò)主電磁閥后到達(dá)油缸的小腔，在負(fù)載的重力和壓力油p2的共同作用下，油缸大腔的油液經(jīng)過(guò)平衡閥、整流板和調(diào)速閥后，回至油箱。下降過(guò)程中，同樣通過(guò)第一級(jí)pid程序自動(dòng)控制電比例調(diào)速閥，以此實(shí)現(xiàn)兩油缸收回過(guò)程中的同步。

在實(shí)物試驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中，通過(guò)電控系統(tǒng)的上位機(jī)對(duì)油缸行程的數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)檢測(cè)，任取三個(gè)角度的數(shù)據(jù)，如圖4所示。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。