液壓閥芯控制回路及方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及液壓閥技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種液壓閥芯控制回路及方法，該液壓閥芯控制回路包括：第一電比例閥和第二電比例閥；與第一電比例閥和第二電比例閥分別連接的控制單元，用于接收用戶指令信號并確定用戶指令信號所對應(yīng)的期望閥芯位移信息；控制單元還用于至少根據(jù)期望閥芯位移信息分別為第一電比例閥和第二電比例閥分配輸出第一反饋電流和第二反饋電流；以及基于第一反饋電流和第二反饋電流，第一電比例閥和第二電比例閥朝相同的方向控制閥芯運動。由此，通過同時控制兩個電比例閥使得主閥閥芯的兩端能更快地產(chǎn)生所需壓差，以提升主閥閥芯的響應(yīng)速度，并提升了主閥閥芯的位移增益，擴大了本發(fā)明專利技術(shù)液壓閥芯控制回路的應(yīng)用范圍。

Hydraulic valve core control loop and method

The invention relates to the technical field of hydraulic valve, a hydraulic valve control circuit and method, the hydraulic valve spool control loop comprises a first electric proportional valve and second electric proportional valve; the control unit is respectively connected with the first electric proportional valve and second electric proportional valve for receiving user command signals and determine the desired spool displacement information the corresponding user command signal; the control unit for at least according to the desired information spool displacement were the first electric proportional valve and second electric proportional valve distribution output first feedback current and second feedback current; and based on the feedback current and the second current feedback, the first electric proportional valve and second electric proportional valve control valve in the same direction exercise. Thus, by simultaneously controlling two electric proportional valve spool valve so that the ends of winner can quickly generate the required pressure to enhance the response speed of the main valve spool, and enhance the gain of the main valve spool displacement, expand the scope of application of the invention hydraulic valve spool control loop.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
液壓閥芯控制回路及方法
本專利技術(shù)涉及液壓閥
，具體地，涉及一種液壓閥芯控制回路及方法。
技術(shù)介紹
含電比例閥的液壓閥芯控制回路是依靠電比例閥內(nèi)的比例電磁鐵根據(jù)所輸入的電信號產(chǎn)生成比例的壓力，使主閥閥芯產(chǎn)生位移和閥口尺寸發(fā)生變化。由于含電比例閥的液壓閥芯控制回路具有對液壓油液純度要求低、與普通換向閥相似的中位機能和成本低的優(yōu)點，含電比例閥的液壓閥芯控制回路被廣泛應(yīng)用在廣泛應(yīng)用于工程機械、農(nóng)業(yè)機械、環(huán)衛(wèi)機械等行走機械產(chǎn)品上。首先參見圖1.1，其中在現(xiàn)有技術(shù)中的液壓閥芯控制回路的硬件構(gòu)成上，主要由電比例減壓閥11和12、彈簧21和22、主閥閥芯3、控制單元4、第一先導(dǎo)腔51和第二先導(dǎo)腔52、先導(dǎo)壓力源6所組成，其中控制單元4主要由選擇器和指令轉(zhuǎn)電流模塊所組成。進一步地具體地結(jié)合圖1.1和圖1.2，現(xiàn)有技術(shù)中通過電比例減壓閥實現(xiàn)主閥閥芯控制的過程是：先導(dǎo)壓力源6為電比例減壓閥11和12提供液壓油液；當(dāng)控制單元4接收到控制主閥閥芯3位移的指令信號時，控制單元4根據(jù)指令信號對選擇器做相應(yīng)的判斷，確定導(dǎo)通電比例減壓閥11還是電比例減壓閥12以實現(xiàn)主閥閥芯3的位移控制。例如：當(dāng)確定指令信號是需要A油口對外供油時，選擇器導(dǎo)通電比例減壓閥11所在的支路，并經(jīng)指令轉(zhuǎn)電流模塊1生成相應(yīng)的電信號，電比例減壓閥11接受到電信號后，根據(jù)電信號相應(yīng)的電流值，在第一先導(dǎo)腔51中建立一定的壓力值，致使位于第二先導(dǎo)腔52側(cè)的彈簧22被壓縮，使得主閥閥芯3右移直到力平衡。利用上述現(xiàn)有技術(shù)中的含電比例減壓閥的液壓元件控制主閥閥芯具有控制精度低、響應(yīng)速度慢等缺點，已經(jīng)無法適應(yīng)行走機械自動化、智能化的發(fā)展需求，至少存在以下具體的技術(shù)問題：一方面，由于對主閥閥芯的控制，是基于選擇器對減壓閥電路的選擇所確定的，只能針對一次指令信號實現(xiàn)對兩個減壓閥中一個減壓閥的控制，在一個減壓閥導(dǎo)電的同時另外一個減壓閥處于斷電狀態(tài)，故一次指令信號所對應(yīng)的只能是單個減壓閥門控制主閥閥芯的單向運動；另一方面，對應(yīng)于指令信號的閥芯位移的執(zhí)行時效慢。主要原因是：一方面，電比例減壓閥存在工作死區(qū)，越過工作死區(qū)使主閥閥芯位移需要一定的時間；從圖1.4中可以得知一般電比例減壓閥在先導(dǎo)腔中建25bar的壓力，需要耗時約225ms左右。在一種情況下，當(dāng)指令信號對應(yīng)于電比例減壓閥快速換向時，主閥閥芯無法對應(yīng)于指令信號變化的速度執(zhí)行相應(yīng)的位移動作。需要說明的是，以上技術(shù)問題是本專利技術(shù)人在實踐本專利技術(shù)的過程中所發(fā)現(xiàn)的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種液壓閥芯控制回路及方法，至少能夠用以解決
技術(shù)介紹
中所闡述的只能單向控制主閥閥芯位移和執(zhí)行指令信號的響應(yīng)速度慢的技術(shù)問題，至少提供一種能夠快速響應(yīng)指令信號的液壓閥控制回路及方法。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)一方面提供一種液壓閥芯控制回路，包括：主閥閥芯、第一電比例閥、第二電比例閥、第一先導(dǎo)腔和第二先導(dǎo)腔；與上述第一電比例閥和第二電比例閥分別連接的控制單元，用于接收用戶指令信號并確定上述用戶指令信號所對應(yīng)的期望閥芯位移信息；上述控制單元包含有預(yù)調(diào)電流預(yù)分配模塊，用于分別為上述第一電比例閥分配第一預(yù)調(diào)電流和為上述第二電比例閥分配第二預(yù)調(diào)電流，以分別在上述第一先導(dǎo)腔和上述第二先導(dǎo)腔中建立先導(dǎo)壓力；上述控制單元包含反饋電流調(diào)整模塊，用于至少根據(jù)上述期望閥芯位移信息，分別增減上述第一預(yù)調(diào)電流和上述第二預(yù)調(diào)電流，以分別為上述第一電比例閥和上述第二電比例閥分配輸出第一反饋電流和第二反饋電流，以使得上述第一電比例閥和上述第二電比例閥分別基于上述第一反饋電流和上述第二反饋電流共同控制上述主閥閥芯運動。優(yōu)選地，還包括與上述控制單元連接的位移傳感器，上述位移傳感器安裝在上述主閥閥芯的一側(cè)，用于采集上述主閥閥芯的閥芯位移信息；以及上述反饋電流調(diào)整模塊，用于根據(jù)上述閥芯位移信息與上述期望閥芯位移信息的對比，分別增減上述第一預(yù)調(diào)電流和上述第二預(yù)調(diào)電流，以分別為上述第一電比例閥分配輸出上述第一反饋電流和為上述第二電比例閥分配輸出上述第二反饋電流。優(yōu)選地，上述第一電比例閥，用于基于上述第一反饋電流增大或降低上述第一先導(dǎo)腔內(nèi)的先導(dǎo)壓力以使上述主閥閥芯朝第一方向運動；以及上述第二電比例閥，用于基于上述第二反饋電流降低或增大上述第二先導(dǎo)腔內(nèi)的先導(dǎo)壓力以使上述主閥閥芯朝上述第一方向運動。優(yōu)選地，上述反饋電流調(diào)整模塊包含PID控制器和差法器；上述差法器用于將上述期望閥芯位移信息和閥芯位移信息作差，并確定該差值所對應(yīng)的待調(diào)電流值；上述PID控制器用于接收上述待調(diào)電流值并將上述第一預(yù)調(diào)電流值與上述待調(diào)電流值相加或相減以確定第一待定電流值，當(dāng)上述第一待定電流值符合第一預(yù)定范圍時，確定上述第一待定電流值為上述第一反饋電流的電流值；以及將第二預(yù)調(diào)電流值與上述待調(diào)電流值相減或相加以確定第二待定電流值，當(dāng)上述第二待定電流值符合第二預(yù)定范圍時，確定上述第二待定電流值為上述第二反饋電流的電流值。優(yōu)選地，上述PID控制器用于當(dāng)上述第一待定電流值在上述第一電比例閥的初始電流值和飽和電流值之間時，將上述第一待定電流值確定為上述第一反饋電流的電流值；以及上述PID控制器還用于當(dāng)上述第二待定電流值在上述第二電比例閥的初始電流值和飽和電流值之間時，將上述第二待定電流值確定為上述第二反饋電流的電流值；其中上述第一電比例閥的初始電流值或第二電比例閥的初始電流值為當(dāng)上述第一電比例閥或第二電比例閥工作時，對應(yīng)于主閥閥芯位移大小為零時流經(jīng)工作的第一電比例閥或第二電比例閥的電流最大值；上述第一電比例閥的飽和電流值或第二電比例閥的飽和電流值為當(dāng)上述第一電比例閥或第二電比例閥工作時，對應(yīng)于主閥閥芯位移大小為峰值時流經(jīng)工作的第一電比例閥或第二電比例閥的電流最小值。優(yōu)選地，上述PID控制器用于當(dāng)上述第一待定電流值小于上述第一電比例閥的初始電流值時，將上述第一電比例閥的初始電流值確定為上述第一反饋電流的電流值，和當(dāng)上述第一待定電流值大于上述第一電比例閥的飽和電流值時，將上述第一電比例閥的飽和電流值確定為上述第一反饋電流的電流值；以及上述PID控制器還用于當(dāng)上述第二待定電流值小于上述第二電比例閥的初始電流值時，將上述第二電比例閥的初始電流值確定為上述第二反饋電流的電流值，和當(dāng)上述第二待定電流值大于上述第二電比例閥的飽和電流值時，將上述第二電比例閥的飽和電流值確定為上述第二反饋電流的電流值。優(yōu)選地，上述第一預(yù)調(diào)電流值為當(dāng)上述第一電比例閥工作且上述第二電比例閥停止工作時，對應(yīng)于主閥閥芯位移大小為峰值的一半時流經(jīng)上述第一電比例閥電流的電流值；以及上述第二預(yù)調(diào)電流值為當(dāng)上述第二電比例閥工作且第一電比例閥停止工作時，對應(yīng)于閥芯位移大小為峰值的一半時流經(jīng)上述第二電比例閥電流的電流值。本專利技術(shù)另一方面提供一種液壓閥芯控制方法，該方法包括：接收用戶指令信號，并確定上述用戶指令信號相對應(yīng)于主閥閥芯的期望閥芯位移信息；分別為第一電比例閥分配第一預(yù)調(diào)電流和為第二電比例閥分配第二預(yù)調(diào)電流，以分別在第一先導(dǎo)腔和第二先導(dǎo)腔中建立先導(dǎo)壓力；至少基于上述期望閥芯位移信息，分別增減上述第一預(yù)調(diào)電流和上述第二預(yù)調(diào)電流，以分別為上述第一電比例閥和上述第二電比例閥分配輸出第一反饋電流和第二反饋電流，以使得上述第一電比例閥和上述第二電比例閥分別基于上述第一反饋電流和上述第二本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種液壓閥芯控制回路，其特征在于，包括：主閥閥芯、第一電比例閥、第二電比例閥、第一先導(dǎo)腔和第二先導(dǎo)腔；與所述第一電比例閥和第二電比例閥分別連接的控制單元，用于接收用戶指令信號并確定所述用戶指令信號所對應(yīng)的期望閥芯位移信息；所述控制單元包含有預(yù)調(diào)電流預(yù)分配模塊，用于分別為所述第一電比例閥分配第一預(yù)調(diào)電流和為所述第二電比例閥分配第二預(yù)調(diào)電流，以分別在所述第一先導(dǎo)腔和所述第二先導(dǎo)腔中建立先導(dǎo)壓力；所述控制單元包含反饋電流調(diào)整模塊，用于至少根據(jù)所述期望閥芯位移信息，分別增減所述第一預(yù)調(diào)電流和所述第二預(yù)調(diào)電流，以分別為所述第一電比例閥和所述第二電比例閥分配輸出第一反饋電流和第二反饋電流，以使得所述第一電比例閥和所述第二電比例閥分別基于所述第一反饋電流和所述第二反饋電流共同控制所述主閥閥芯運動。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種液壓閥芯控制回路，其特征在于，包括：主閥閥芯、第一電比例閥、第二電比例閥、第一先導(dǎo)腔和第二先導(dǎo)腔；與所述第一電比例閥和第二電比例閥分別連接的控制單元，用于接收用戶指令信號并確定所述用戶指令信號所對應(yīng)的期望閥芯位移信息；所述控制單元包含有預(yù)調(diào)電流預(yù)分配模塊，用于分別為所述第一電比例閥分配第一預(yù)調(diào)電流和為所述第二電比例閥分配第二預(yù)調(diào)電流，以分別在所述第一先導(dǎo)腔和所述第二先導(dǎo)腔中建立先導(dǎo)壓力；所述控制單元包含反饋電流調(diào)整模塊，用于至少根據(jù)所述期望閥芯位移信息，分別增減所述第一預(yù)調(diào)電流和所述第二預(yù)調(diào)電流，以分別為所述第一電比例閥和所述第二電比例閥分配輸出第一反饋電流和第二反饋電流，以使得所述第一電比例閥和所述第二電比例閥分別基于所述第一反饋電流和所述第二反饋電流共同控制所述主閥閥芯運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓閥芯控制回路，其特征在于：還包括與所述控制單元連接的位移傳感器，所述位移傳感器安裝在所述主閥閥芯的一側(cè)，用于采集所述主閥閥芯的閥芯位移信息；以及所述反饋電流調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述閥芯位移信息與所述期望閥芯位移信息的對比，分別增減所述第一預(yù)調(diào)電流和所述第二預(yù)調(diào)電流，以分別為所述第一電比例閥分配輸出所述第一反饋電流和為所述第二電比例閥分配輸出所述第二反饋電流。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓閥芯控制回路，其特征在于：所述第一電比例閥，用于基于所述第一反饋電流增大或降低所述第一先導(dǎo)腔內(nèi)的先導(dǎo)壓力以使所述主閥閥芯朝第一方向運動；以及所述第二電比例閥，用于基于所述第二反饋電流降低或增大所述第二先導(dǎo)腔內(nèi)的先導(dǎo)壓力以使所述主閥閥芯朝所述第一方向運動。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓閥芯控制回路，其特征在于：所述反饋電流調(diào)整模塊包含PID控制器和差法器；所述差法器用于將所述期望閥芯位移信息和閥芯位移信息作差，并確定該差值所對應(yīng)的待調(diào)電流值；所述PID控制器用于接收所述待調(diào)電流值并將所述第一預(yù)調(diào)電流值與所述待調(diào)電流值相加或相減以確定第一待定電流值，當(dāng)所述第一待定電流值符合第一預(yù)定范圍時，確定所述第一待定電流值為所述第一反饋電流的電流值；以及將第二預(yù)調(diào)電流值與所述待調(diào)電流值相減或相加以確定第二待定電流值，當(dāng)所述第二待定電流值符合第二預(yù)定范圍時，確定所述第二待定電流值為所述第二反饋電流的電流值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓閥芯控制回路，其特征在于：所述PID控制器用于當(dāng)所述第一待定電流值在所述第一電比例閥的初始電流值和飽和電流值之間時，將所述第一待定電流值確定為所述第一反饋電流的電流值；以及所述PID控制器還用于當(dāng)所述第二待定電流值在所述第二電比例閥的初始電流值和飽和電流值之間時，將所述第二待定電流值確定為所述第二反饋電流的電流值；其中所述第一電比例閥的初始電流值或第二電比例閥的初始電流值為當(dāng)所述第一電比例閥或第二電比例閥工作時，對應(yīng)于主閥閥芯位移大小為零時流經(jīng)工作的第一電比例閥或第二電比例閥的電流最大值；所述第一電比例閥的飽和電流值或第二電比例閥的飽和電流值為當(dāng)所述第一電比例閥或第二電比例閥工作時，對應(yīng)于主閥閥芯位移大小為峰值時流經(jīng)工作的第一電比例閥或第二電比例閥的電流最小值。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的液壓閥芯控制回路，其特征在于：所述PID控制器用于當(dāng)所述第一待定電流值小于所述第一電比例閥的初始電流值時，將所述第一電比例閥的初始電流值確定為所述第一反饋電流的電流值，和當(dāng)所述第一待定電流值大于所述第一電比例閥的飽和電流值時，將所述第一電比例閥的飽和電流值確定為所述第一反饋電流的電流值；以及所述PID控制器還用于當(dāng)所述第二待定電流值小于所述第二電比例閥的初始電流值時，將所述第二電比例閥的初始電流值確定為所述第二反饋電流的電流值，和當(dāng)所述第二待定電流值大于所述第二電比例閥...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王維，袁野，肖承豐，鄒婿邵，張勁，
申請(專利權(quán))人：中聯(lián)重科股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南,43