【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及液壓設備，具體而言，涉及一種液壓閥控作動器位移控制系統。
技術介紹
1、隨著煤炭機械行業、工程機械行業的智能化不斷深化，上層感知和決策系統較為完備，但是底層動作控制系統亟待升級，表現在中低端機型的動作控制基本為粗放的開環控制，難以實現自動化和智能化。以錨桿鉆機為例，為了實現一定的工藝動作自動化，其鉆機升降通道存在位移、力的精確控制需求，當前的開環液壓控制系統難以滿足自動化工藝的需求。而受限于錨桿鉆機緊湊的尺寸空間、小尺寸的油缸以及外部高污染的環境，外置位移傳感器的技術方案沒有被主機廠列為工程方案實施。
2、現有技術中，要實現閥控作動器的位移閉環，通常需要配合在液壓缸中安裝磁致伸縮位移傳感器，或外置拉線傳感器采集作動器直線位移，以及在關節處安裝角度傳感器采集角度位移來實現。然而，受限于不同的環境要求以及尺寸空間要求，并非所有的作動器附近都預留有足夠的安裝空間，并且拉線傳感器的抗污染能力非常差，在實際工業生產中很少使用。在少數回轉關節上，外置角度傳感器的布置方式也面臨不小的抗污染和保護難度。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于提供一種液壓閥控作動器位移控制系統，以解決現有技術中閥控作動器上安裝線型或者角位移傳感器受限于環境要求和安裝空間要求等技術問題中的至少一個。
2、為了實現上述目的，根據本專利技術提供了一種液壓閥控作動器位移控制系統，包括作動器、閥、作動器控制器、閥控制器、流量傳感器、閥芯位移傳感器，所述閥與所述作動器連接，所述閥控制器
3、進一步地，所述作動器控制器包括第一指令發生器、作動器位移控制器、流量/位移變換模塊，所述流入/流出流量基于作動器模型轉化為作動器位移采樣；所述作動器位移采樣基于作動器/負載動力學模型轉化為第一初始化參數；所述第一指令發生器基于所述第一作動器位移指令和所述第一初始化參數，向所述作動器位移控制器輸出第二作動器位移指令；所述作動器位移控制器基于負載力、所述第二作動器位移指令、所述作動器位移采樣輸出閥芯流量指令；所述流量/位移變換模塊基于比例閥模型將所述閥芯流量指令轉化為所述第一閥芯位移指令。
4、進一步地，所述閥控制器包括第二指令發生器、閥位移控制器，所述比例閥模型作為第二初始化參數，所述第二指令發生器基于所述第一閥芯位移指令和所述第二初始化參數，向所述閥位移控制器輸出第二閥芯位移指令；所述閥位移控制器基于所述第二閥芯位移指令和所述閥芯位移采樣，輸出所述閥芯控制參數。
5、進一步地，所述作動器位移控制器包括位移控制器、速度控制器、微分濾波器，所述位移控制器基于所述第二作動器位移指令、所述作動器模型、所述比例閥模型和所述作動器位移采樣，輸出速度指令；所述微分濾波器將所述作動器位移采樣轉化為速度采樣；所述速度控制器基于所述速度指令、所述速度采樣，輸出所述閥芯流量指令。
6、進一步地，所述作動器模型包括油缸模型，所述油缸模型表達式為：
7、
8、a為油缸面積，xp為油缸位移，vp為油缸速度。
9、進一步地，所述作動器模型包括馬達模型，所述馬達模型表達式為：
10、
11、d為馬達排量，θp為馬達角度，ωp為馬達轉速。
12、進一步地，所述比例閥模型包括閥芯流量方程，所述閥芯流量方程為：
13、
14、cd為流量系數，w為閥口工作腔面積梯度，xv為閥芯開度，△p為閥口進出口壓力差，ρ為流體密度。
15、進一步地，所述比例閥模型包括閥芯開度方程，所述閥芯開度方程為：
16、
17、是閥芯死區對應的輸入量，k為輸入量-比例閥閥芯位移的系數，u為輸入的控制量，xv為閥芯開度。
18、進一步地，所述第一指令發生器包括斜坡發生器和/或濾波器。
19、進一步地，所述第二指令發生器包括斜坡發生器和/或濾波器。
20、本專利技術中的液壓閥控作動器位移控制系統，通過作動器控制器和閥控制器的兩級控制器實現了作動器的位移控制和閥芯的位移控制，具有較高的控制精度；通過流量傳感器作為作動器控制器的反饋，通過閥芯位移傳感器作為閥控制器的反饋，形成了兩級控制器的閉環控制，具有較高的控制精度；相比于傳統技術中的位移傳感器，本專利技術中采用的流量傳感器通過采集流量數據間接確定了作動器的位移，流量傳感器通常設置在一定防護等級的腔體中，抗污染能力較強，更適合應用于例如錨桿鉆機等的外部高污染環境，并且相比于外置的位移傳感器具有占用空間較小的優勢，適合于尺寸受限環境，具有更好的兼容性。
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1.一種液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，包括作動器、閥、作動器控制器、閥控制器、流量傳感器、閥芯位移傳感器，
2.根據權利要求1所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述作動器控制器包括第一指令發生器、作動器位移控制器、流量/位移變換模塊，
3.根據權利要求2所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述閥控制器包括第二指令發生器、閥位移控制器，
4.根據權利要求3所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述作動器位移控制器包括位移控制器、速度控制器、微分濾波器，
5.根據權利要求2所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述作動器模型包括油缸模型，所述油缸模型表達式為：
6.根據權利要求2所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述作動器模型包括馬達模型，所述馬達模型表達式為：
7.根據權利要求2所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述比例閥模型包括閥芯流量方程，所述閥芯流量方程為：
8.根據權利要求2所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，
9.根據權利要求2所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述第一指令發生器包括斜坡發生器和/或濾波器。
10.根據權利要求3所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述第二指令發生器包括斜坡發生器和/或濾波器。
...【技術特征摘要】
1.一種液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，包括作動器、閥、作動器控制器、閥控制器、流量傳感器、閥芯位移傳感器，
2.根據權利要求1所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述作動器控制器包括第一指令發生器、作動器位移控制器、流量/位移變換模塊，
3.根據權利要求2所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述閥控制器包括第二指令發生器、閥位移控制器，
4.根據權利要求3所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述作動器位移控制器包括位移控制器、速度控制器、微分濾波器，
5.根據權利要求2所述的液壓閥控作動器位移控制系統，其特征在于，所述作動器模型包括油缸模型，所述油缸模型...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張昊，趙玉貝，王志民，王忠林，
申請(專利權)人：北京天瑪智控科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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