一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，该系统包括油箱、吸油过滤器、主泵、电动机、安全阀、主油路过滤器、控制阀组、位移传感器和液压缸；控制阀组包括四个微型高速数字阀和比例阀，比例阀实现位置控制系统对液压缸位置的快速调节，微型高速数字阀实现对液压缸位置的精确调节。本实用新型专利技术系统采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，避免采用高精度的伺服阀，降低了系统成本；采用的微型高速数字阀结构简单，满足高温高压等特殊工况环境，故障率低，采用的普通比例阀对复杂工况具有良好的适应性，提高了系统的可靠性；采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，构成了并联通路，提高了系统冗余度。

A Hydraulic Cylinder Position Control System Using Proportional Valve and Micro High Speed Digital Valve

【技术实现步骤摘要】
一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统
本技术属于液压控制系统领域，尤其涉及一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统。
技术介绍
位置控制系统是采用位移传感器检测被控对象的位置变化，并以闭环负反馈控制方式工作，将控制指令所表达的被控对象的机械位置快速、高精度的转变为被控对象实际物理位置的液压控制系统。位置控制系统在实际生产生活中应用十分广泛，位置控制系统既可以独自构成系统，如机床运动滑台的位置控制系统；也经常作为执行元件参与构建大型控制系统，这时，位置控制系统是一个高频响高精度执行器，如飞机飞行控制系统中包含的多个电业伺服作动器。目前的电液位置控制系统采用电液伺服阀作控制元件，成本花费巨大而且对系统的要求较高。电液高速数字阀是一种机、电、液一体化的智能型液压基础元件，具有对油液的清洁度要求较低，抗污染能力强，可靠性高以及加工制造成本低，装配调试周期短等优点。而液压系统对低成本，高可靠性和冗余度的要求，使数字液压技术替代传统的比例伺服技术提出了实际应用需求。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，该系统具有结构简单、成本低、控制精度高、使用寿命长的特点。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，包括油箱、吸油过滤器、主泵、电动机、安全阀、主油路过滤器、控制阀组、位移传感器和液压缸；所述主泵的吸油口通过吸油过滤器与油箱连接，所述主泵的排油口与主油路过滤器连接，且主泵与电动机连接；所述控制阀组具有主进油口、主回油口、A工作油口和B工作油口；所述主油路过滤器后的油路通道设置两个分支，分别与安全阀、控制阀组的主进油口相连；所述控制阀组的A工作油口和B工作油口分别与液压缸的无杆腔和有杆腔相连；所述控制阀组的主回油口与油箱连接；所述控制阀组包括第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、比例阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀；所述控制阀组的主进油口设置三个分支，分别与比例阀的主进油口、第三微型高速数字阀的进油口、第四微型高速数字阀的进油口相连；所述控制阀组的主回油口设置三个分支，分别与比例阀的主回油口、第一微型高速数字阀的出油口、第二微型高速数字阀的出油口相连；所述控制阀组的A工作油口设置三个分支，分别与比例阀的A工作油口、第一微型高速数字阀的进油口、第三微型高速数字阀的出油口相连；所述控制阀组的B工作油口设置三个分支，分别与比例阀的B工作油口、第二微型高速数字阀的进油口、第四微型高速数字阀的出油口相连；所述位移传感器连接液压缸，用于测量液压缸的活塞位置。进一步地，所述比例阀的流量大于第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀的流量，所述比例阀实现位置控制系统对液压缸位置的快速调节；所述第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀实现对液压缸位置的精确调节。进一步地，所述比例阀的流量选用100L/min，所述第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀的流量选用1L/min。本技术的有益结果是：(1)本技术液压缸位置控制系统成本降低：本技术液压缸位置控制系统采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，避免采用高精度的伺服阀，降低了系统成本。(2)本技术液压缸位置控制系统可靠性高：本技术液压缸位置控制系统采用的微型高速数字阀结构简单，满足高温高压等特殊工况环境，故障率低，采用的普通比例阀对复杂工况具有良好的适应性，提高了系统的可靠性。(3)本技术液压缸位置控制系统冗余度增加：本技术液压缸位置控制系统采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，构成了并联通路，提高了系统冗余度。附图说明图1是本技术采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统结构示意图；图中：1-油箱、2-吸油过滤器、3-主泵、4-电动机、5-安全阀、6-主油路过滤器、7-第一微型高速数字阀、8-第二微型高速数字阀、9-比例阀、10-第三微型高速数字阀、11-第四微型高速数字阀、12-位移传感器、13-液压缸。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。如图1所示，本实施例提供的一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，包括油箱1、吸油过滤器2、主泵3、电动机4、安全阀5、主油路过滤器6、控制阀组、位移传感器12和液压缸13；所述主泵3的吸油口通过吸油过滤器2与油箱1连接，所述主泵3的排油口与主油路过滤器6连接，且主泵3与电动机4连接；所述控制阀组具有主进油口、主回油口、A工作油口和B工作油口；所述主油路过滤器6后的油路通道设置两个分支，分别与安全阀5、控制阀组的主进油口相连；所述控制阀组的A工作油口和B工作油口分别与液压缸13的无杆腔和有杆腔相连；所述控制阀组的主回油口与油箱1连接。进一步地，所述控制阀组包括第一微型高速数字阀7、第二微型高速数字阀8、比例阀9、第三微型高速数字阀10、第四微型高速数字阀11；所述控制阀组的主进油口设置三个分支，分别与比例阀9的主进油口、第三微型高速数字阀10的进油口、第四微型高速数字阀11的进油口相连；所述控制阀组的主回油口设置三个分支，分别与比例阀9的主回油口、第一微型高速数字阀7的出油口、第二微型高速数字阀8的出油口相连；所述控制阀组的A工作油口设置三个分支，分别与比例阀9的A工作油口、第一微型高速数字阀7的进油口、第三微型高速数字阀10的出油口相连；所述控制阀组的B工作油口设置三个分支，分别与比例阀9的B工作油口、第二微型高速数字阀8的进油口、第四微型高速数字阀11的出油口相连。进一步地，所述比例阀9为大流量比例阀，流量可选用100L/min，实现位置控制系统对液压缸位置的快速调节；所述第一微型高速数字阀7、第二微型高速数字阀8、第三微型高速数字阀10、第四微型高速数字阀11为小流量微型高速数字阀，流量可选用1L/min，其控制精度高，可实现对液压缸位置的精确调节。所述第一微型高速数字阀7、第二微型高速数字阀8、第三微型高速数字阀10、第四微型高速数字阀11采用电脉冲信号控制，使得微型高速数字阀流量离散化；所述电脉冲信号采用PWM控制，通过调节脉冲信号的频率与占空比，设定微型高速数字阀的脉冲流量，达到调节系统位置精度的目的。本技术液压缸位置控制系统的工作过程如下：位置控制系统通过位移传感器12测量液压缸13的活塞目前位置，将液压缸13的活塞目前位置与目标位置之间的距离与比例阀9的工作状态切换设定值进行对比，比例阀9的工作状态切换设定值的一种具体的选取示例如下，但不限于此：取液压缸13的缸径为100mm，比例阀9单独控制液压缸13时，液压缸13的移动速度为212.2mm/s，第二微型高速数字阀8和第三微型高速数字阀10单独控制液压缸13时，液压缸13的移动速度为2.1mm/s，此时可取比例阀9的工作状态切换设定值为10mm。当液压缸13的活塞位置与目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，其特征在于，包括油箱(1)、吸油过滤器(2)、主泵(3)、电动机(4)、安全阀(5)、主油路过滤器(6)、控制阀组、位移传感器(12)和液压缸(13)；所述主泵(3)的吸油口通过吸油过滤器(2)与油箱(1)连接，所述主泵(3)的排油口与主油路过滤器(6)连接，且主泵(3)与电动机(4)连接；所述控制阀组具有主进油口、主回油口、A工作油口和B工作油口；所述主油路过滤器(6)后的油路通道设置两个分支，分别与安全阀(5)、控制阀组的主进油口相连；所述控制阀组的A工作油口和B工作油口分别与液压缸(13)的无杆腔和有杆腔相连；所述控制阀组的主回油口与油箱(1)连接；所述控制阀组包括第一微型高速数字阀(7)、第二微型高速数字阀(8)、比例阀(9)、第三微型高速数字阀(10)、第四微型高速数字阀(11)；所述控制阀组的主进油口设置三个分支，分别与比例阀(9)的主进油口、第三微型高速数字阀(10)的进油口、第四微型高速数字阀(11)的进油口相连；所述控制阀组的主回油口设置三个分支，分别与比例阀(9)的主回油口、第一微型高速数字阀(7)的出油口、第二微型高速数字阀(8)的出油口相连；所述控制阀组的A工作油口设置三个分支，分别与比例阀(9)的A工作油口、第一微型高速数字阀(7)的进油口、第三微型高速数字阀(10)的出油口相连；所述控制阀组的B工作油口设置三个分支，分别与比例阀(9)的B工作油口、第二微型高速数字阀(8)的进油口、第四微型高速数字阀(11)的出油口相连；所述位移传感器(12)连接液压缸(13)，用于测量液压缸(13)的活塞位置。...

【技术特征摘要】
1.一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，其特征在于，包括油箱(1)、吸油过滤器(2)、主泵(3)、电动机(4)、安全阀(5)、主油路过滤器(6)、控制阀组、位移传感器(12)和液压缸(13)；所述主泵(3)的吸油口通过吸油过滤器(2)与油箱(1)连接，所述主泵(3)的排油口与主油路过滤器(6)连接，且主泵(3)与电动机(4)连接；所述控制阀组具有主进油口、主回油口、A工作油口和B工作油口；所述主油路过滤器(6)后的油路通道设置两个分支，分别与安全阀(5)、控制阀组的主进油口相连；所述控制阀组的A工作油口和B工作油口分别与液压缸(13)的无杆腔和有杆腔相连；所述控制阀组的主回油口与油箱(1)连接；所述控制阀组包括第一微型高速数字阀(7)、第二微型高速数字阀(8)、比例阀(9)、第三微型高速数字阀(10)、第四微型高速数字阀(11)；所述控制阀组的主进油口设置三个分支，分别与比例阀(9)的主进油口、第三微型高速数字阀(10)的进油口、第四微型高速数字阀(11)的进油口相连；所述控制阀组的主回油口设置三个分支，分别与比例阀(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军辉，张华扬，徐兵，杨梅生，许浩功，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33