一種比例閥的自適應(yīng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種比例閥，具體是一種比例閥自適應(yīng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓閥的種類繁多，有普通液壓閥和特殊液壓閥之分，在特殊液壓閥中又包括電液伺服閥和電液比例閥等分類。其中，電液比例閥是介于普通液壓閥和電液伺服閥之間的一種液壓閥，此類液壓閥可根據(jù)輸入的電氣控制信號(hào)(模擬量)大小成正比、連續(xù)、遠(yuǎn)距離地控制液壓系統(tǒng)中液體的流動(dòng)方向、壓力和流量。
[0003]由于此類比例閥的控制的閥開口與電氣控制信號(hào)的大小成正比，故如何合理地控制電氣信號(hào)的輸出大小與閥開口的對(duì)應(yīng)關(guān)系顯得尤其重要；只有合理的控制電氣信號(hào)的大小才能很好的控制此類閥的開口，進(jìn)而達(dá)到閥控制動(dòng)作的平穩(wěn)、精準(zhǔn)的要求。
[0004]電液比例閥的信號(hào)流程如圖一所示:給出控制信號(hào)作用于電液比例閥(一般為電壓值)，通過閥自身的電子比例放大器轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電流信號(hào)，這個(gè)電流信號(hào)作為比例閥的輸入量被送到比例電磁鐵，比例電磁鐵將電流轉(zhuǎn)換為作用于閥芯上的力，以克服彈簧的彈力；電流增大相應(yīng)的輸出力增大，閥芯位移增大及閥開口增大，相應(yīng)的電流減小閥芯位移減小、閥開口減小。
[0005]在電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)的過程中容易受到諸多因素的影響，比如:系統(tǒng)電壓的變化(系統(tǒng)饋電導(dǎo)致的電壓值變小或者是系統(tǒng)得以充電時(shí)電壓值變大等因素)對(duì)應(yīng)的相同百分比的電壓值就會(huì)發(fā)生變化，閥開口即會(huì)發(fā)生變化；系統(tǒng)的液壓油溫的變化，相同的電壓值在系統(tǒng)油溫發(fā)生變化時(shí)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)化出來的作用閥電磁鐵的電流值也會(huì)發(fā)生變化。
[0006]當(dāng)比例閥中所帶的機(jī)械液壓電氣檢測(cè)反饋機(jī)構(gòu)能加以利用則就可以很好的找到輸入閥的電壓值與閥芯開口大小的直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此有些閥中帶有反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以使得一個(gè)電壓值對(duì)應(yīng)一定量的閥開口 ；這種自帶反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的閥就可以有效的避免因液壓系統(tǒng)自身油溫等因素造成的閥開口位移的變化，但此類閥相應(yīng)的造價(jià)較高、同時(shí)也不能避免由系統(tǒng)電壓值變動(dòng)所引起的閥開口的位移的變化。
[0007]對(duì)于高空作業(yè)平臺(tái)，目前常采用傳統(tǒng)的控制方式來控制普通的比例閥；由于高空作業(yè)平臺(tái)的應(yīng)用比較頻繁，在周圍環(huán)境溫度較高的情況下高空作業(yè)平臺(tái)在連續(xù)工作一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)臂架動(dòng)作緩慢，臂架變幅和臂架伸縮所用的時(shí)間明顯變長(zhǎng)，尤其是轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，由于本身轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)所需要的比例閥流量就偏小與臂架動(dòng)作，再持續(xù)工作一段時(shí)間，高空作業(yè)平臺(tái)的轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)基本不能工作。
[0008]現(xiàn)有的比例閥的控制系統(tǒng)多為開環(huán)液壓控制系統(tǒng)，開環(huán)控制的比例閥如圖一所示的控制流程，這種控制方式簡(jiǎn)單、直接。
[0009]—般對(duì)于控制要求比較高的機(jī)械上則采用自身帶有電反饋的比例閥，這種閥比一般的比例閥要控制精確，但相應(yīng)的價(jià)格也會(huì)比一般的比例閥高；其工作流程圖如圖二:工作時(shí)，給定設(shè)定值電壓作用于比例放大器，比例放大器輸出相應(yīng)的控制電流，產(chǎn)生相應(yīng)的電磁力閥芯位移發(fā)生變化；同時(shí)電感式位移傳感器檢測(cè)到閥芯的實(shí)際位置并將此位置反饋給比例放大器，利用反饋電影與設(shè)定電壓比較的誤差信號(hào)去控制閥芯的位置，即在閥內(nèi)形成一個(gè)閉環(huán)控制。
[0010]對(duì)于如圖一所述的控制方式，其在運(yùn)用中具有以下缺陷:
[0011]I)液壓系統(tǒng)在連續(xù)工作一段時(shí)間后，油溫會(huì)增高，相應(yīng)的閥頭的電阻會(huì)放生變化，從而使同等控制電壓信號(hào)下對(duì)應(yīng)的閥開口卻不相同；
[0012]2)對(duì)于閥開口只是一個(gè)定性的控制，卻無法達(dá)到一個(gè)定量的控制，即無法做到輸入信號(hào)與閥開口的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0013]3)控制系統(tǒng)中所提供的控制電壓產(chǎn)生的影響:控制系統(tǒng)中輸出的控制信號(hào)一般是按照系統(tǒng)電壓的百分比進(jìn)行輸出到閥頭控制的，當(dāng)整套系統(tǒng)的電源發(fā)生變化:比如電瓶饋電時(shí)系統(tǒng)電壓降低，電瓶充電時(shí)系統(tǒng)電壓會(huì)增加；當(dāng)系統(tǒng)電壓發(fā)生變化后輸出到比例閥的電壓同樣會(huì)發(fā)生變化。
[0014]對(duì)于如圖2所示的自身帶反饋的比例控制閥雖然能實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)與閥響應(yīng)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，也可以抵消有自身液壓系統(tǒng)油溫變化所產(chǎn)生的影響，但其相對(duì)應(yīng)的成本較高，明顯高于普通的比例閥；另一方面自身帶有反饋的比例閥同樣無法抵消系統(tǒng)電壓變化所產(chǎn)生的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種比例閥的自適用控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能使比例閥的流量輸出始終處于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，不受其他因素的影響，從而保證比例閥所控制動(dòng)作平穩(wěn)、精確。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種比例閥的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，它包括:
[0017]控制器；
[0018]所述控制器輸入端接入比例閥的反饋端口、同時(shí)接收對(duì)比例閥的控制信號(hào)，所述控制信號(hào)輸入控制器并由控制器讀取判斷；
[0019]控制器結(jié)合輸入的控制信號(hào)和比例閥的反饋信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理和輸出判斷，輸出PWM信號(hào)；
[0020]所述PffM信號(hào)作為比例閥的輸入信號(hào)作用在比例閥上，經(jīng)過比例閥內(nèi)部的電子放大器到電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換器形成壓力流量位移，再通過比例閥內(nèi)的電氣檢測(cè)反饋機(jī)構(gòu)形成反饋信號(hào)輸入到控制器；
[0021]控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)整其輸出的PffM信號(hào)，使之達(dá)到預(yù)定的合理平穩(wěn)的控制效果，作用于液壓執(zhí)行元件，從而形成比例閥的自適應(yīng)控制。
[0022]所述的控制器的接入端口為能讀取電流的端口。
[0023]所述的控制器接收對(duì)比例閥的控制信號(hào)為開關(guān)量或者是模擬量。
[0024]所述控制器中包括處理反饋電流的電流反饋模塊。
[0025]與現(xiàn)有的控制系統(tǒng)相比:本實(shí)用新型有效的避免了因油溫變化而引起的閥響應(yīng)的變化，加入實(shí)時(shí)的閥的電流反饋結(jié)合控制器輸出的PWM值就可知道閥的真實(shí)電阻值；改控制系統(tǒng)設(shè)定一個(gè)需要的電流值，如果反饋低于此電流值則會(huì)相應(yīng)的增加控制器的輸出信號(hào)的大?。环粗?，如果檢測(cè)到的反饋信號(hào)大于需要的電流信號(hào)則相應(yīng)的會(huì)減小控制信號(hào)的大小。這種實(shí)時(shí)根據(jù)反饋進(jìn)行調(diào)整的控制模式實(shí)現(xiàn)了比例閥的自適應(yīng)控制。
[0026]同時(shí)，本控制系統(tǒng)將電壓也納入控制因素，也有效的避免了因?yàn)橄到y(tǒng)電壓的變化而引起的輸出控制信號(hào)的變化；因?yàn)橐话愕腜WM信號(hào)是按照控制系統(tǒng)的控制電壓的百分比進(jìn)行輸出控制的，如果當(dāng)系統(tǒng)電壓升高時(shí)，相應(yīng)的同等比例的輸出信號(hào)就會(huì)增高，如果系統(tǒng)電壓發(fā)生饋電，相應(yīng)的同等比例下的輸出信號(hào)就會(huì)降低。將系統(tǒng)控制信號(hào)加入閥的控制系統(tǒng)就可進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)電壓升高時(shí)控制系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)的降低輸出信號(hào)的百分比從而維持輸出信號(hào)的大小不變，反之如果系統(tǒng)發(fā)生饋電控制系統(tǒng)相應(yīng)的會(huì)提高輸出信號(hào)的百分比從而使輸出信號(hào)的大小不變。
[0027]并且本控制系統(tǒng)對(duì)閥開口是一個(gè)定量的控制，可以做到輸入信號(hào)與閥開口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)反饋電流的大小得出閥開口的大小，使得控制更加精確。
【附圖說明】
[0028]圖1是現(xiàn)有電液比例閥的彳目號(hào)流程圖；
[0029]圖2是現(xiàn)有自身帶有電反饋的比例閥工作流程圖；
[0030]圖3是本實(shí)用新型的系統(tǒng)流程圖；
[0031]圖4是控制系統(tǒng)中的電流反饋控制模塊原理示意圖；
[0032]圖5是本實(shí)用新型的控制邏輯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0034]其中，本實(shí)用新型中的所述的閥和比例閥均為比例閥；另有其他說明除外。
[0035]除非另外說明，否則在本實(shí)用新型的實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)位置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實(shí)用新型的范圍。
[0036]如圖3所示:一種比例閥的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，它包括:
[0037]控制器；
[0038]所述控制器輸入端接入比例閥的反饋端口、同時(shí)接收對(duì)比例閥的控制信號(hào)，所述控制信號(hào)輸入控制器并由控制器讀取判斷；控制器的接入端口為能讀取電流的端口，控制器接收對(duì)比例閥的控制信號(hào)為開關(guān)量或者是模擬量；
[0039]控制器結(jié)合輸入的控制信號(hào)和比例閥的反饋信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理和輸出判斷，輸出PWM信號(hào)；
[0040]所述PffM信號(hào)作為比例閥的輸入信號(hào)作用在比例閥上，經(jīng)過比例閥內(nèi)部的電子放大器到電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換器形成壓力流量位移，再通過比例閥內(nèi)的電氣檢測(cè)反饋機(jī)構(gòu)形成反饋信號(hào)輸入到控制器；
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