多段流量压力复合控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多段流量压力复合控制系统，属于液压控制领域。主控制器、伺服驱动器、液压供应装置、压力传感器、流量计、溢流阀、比例换向阀、液压执行机构和安装在液压执行机构上的位移传感器；液压供应装置连接流量计，流量计连接比例换向阀，比例换向阀连接液压执行机构；液压供应装置的出油口安装压力传感器，压力传感器电连接伺服驱动器；液压供应装置电连接伺服驱动器；伺服驱动器、流量计、比例换向阀和位移传感器与主控制器电连接。通过在油路上安装流量计直接采集油路流量变化信号，信号准确可靠，其结构简单，节点少，维护方便；压力流量之间平稳,系统对执行机构及负载参数变化的敏感性低,系统响应性能得到明显提高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种复合控制系统，具体讲是一种多段流量压力复合控制系统，属于液压控制领域。
技术介绍
随着流量压力反馈、电反馈，压力直接检测等原理的提出和应用，比例节流阀的性能及应用日趋完善，但其在实际使用过程存在的诸多问题，现有方法使用时必须在比例节流阀之外再串联压差补偿装置或二通插装阀与位移检测单元组成的流量传感器才能控制流量，降低了阀的动态性能和通流能力，并易产生不稳定现象。此外，受工作原理限制，即使在比例节流阀上增进压力传感器也无法控制压力，而必须用不同的结构分别构造比例压力和流量。这就导致在注塑机、压铸机等需复合控制压力和流量的电液控制系统中必须使用两套电液比例阀，使得控制系统更加复杂，增加了故障节点，影响了设备的稳定运行，同时增加了维护难度和成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种结构简单，稳定性好，易于维护的多段流量压力复合控制系统。为了解决上述技术问题，本技术提供的多段流量压力复合控制系统，包括主控制器、伺服驱动器、液压供应装置、压力传感器、流量计、溢流阀、比例换向阀、液压执行机构和安装在液压执行机构上的位移传感器；所述液压供应装置连接流量计，流量计连接比例换向阀，比例换向阀连接液压执行机构；所述液压供应装置的出油口安装压力传感器，压力传感器电连接伺服驱动器；所述液压供应装置电连接伺服驱动器；所述伺服驱动器、流量计、比例换向阀和位移传感器与主控制器电连接。本技术中，所述液压供应装置与流量计之间连接流量阀。本技术中，所述液压供应装置包括伺服电机和与伺服电机连接的定量泵。本技术中，所述液压执行机构为油缸，所述位移传感器为电子尺。本技术的有益效果在于：(1)、通过在油路上安装流量计直接采集油路流量变化信号，信号准确可靠，在系统低流量下建立压力，给定1%-100%的速度输入百分比实现油缸速度成比例连续可调，其结构简单，节点少，维护方便； (2)、通过合理的积分及死区调节,实现压力流量平稳切换, 系统对执行机构及负载参数变化的敏感性降低, 系统响应性能得到提高，其满足注塑机和压铸机高的动态响应速度和控制精度。附图说明图1为本技术多段流量压力复合控制系统结构示意图；    图2为本技术控制系统组成示意图。具体实施方式    下面结合附图对本技术进一步详细说明。如图1所示，本技术多段流量压力复合控制系统，包括主控制器、伺服驱动器、伺服电机、定量泵、压力传感器、流量计、溢流阀、比例换向阀、油缸和电子尺。伺服控制器电连接伺服电机，控制伺服电机驱动定量泵运行。定量泵的进油口连接油箱（图中未显示），定量泵出油口安装压力传感器，定量泵出油口连接流量计，流量计连接比例换向阀，比例换向阀与油缸连接。比例换向阀连接溢流阀，用于模拟负载变化，溢流阀连接油箱。定量泵出与流量计之间连接流量阀，用于泵口旁路节流。电子尺安装在油缸上，用于检测油缸的实时位置，形成位置闭环。上述压力传感器与伺服驱动器电连接，用于向伺服驱动器反馈定量泵出油口压力；伺服驱动器、流量计、比例换向阀、位移传感器与主控制器电连接。本技术的正常工作过程为：主控制器根据电子尺得到油缸的位置信息，根据设定输出相应的流量、压力信号给伺服驱动器；压力传感器将测得的定量泵出油口压力实时反馈至伺服驱动器。伺服驱动器根据压力、流量指令信号和编码器、压力传感器反馈的速度信号、压力信号来控制伺服电机的转速和转矩, 以间接地控制系统压力和流量，伺服电机驱动定量泵运行；同时，主控制器直接给信号控制电磁比例换向阀，来控制油缸的伸出和缩回，流量计根据油路中流量大小将其转换成电压信号返回给主控制器，主控制器根据设定的流量大小通过伺服驱动器调整伺服电机的转速进行调整。恒压力限流量控制过程为：恒压力限流量控制是在压力控制的同时, 通过流量指令限制伺服驱动器的压力控制环输出的速度指令以达到流量控制。为提高系统快速性及稳定性, 在压力控制时系统所需的流量可以调节, 采用根据压力差切换参数的控制方式。误差较大时, 采用较大的参数, 使得系统处于限制式流量控制；误差较小时, 采用较小的参数, 使系统处于压力控制。因为伺服驱动器中的积分器作用, 当系统压力没有达到指令压力时,保持一定的流量输出；而当系统达到指令压力时, 若超调量超出较小误差, 较大的参数使得积分器迅速削弱, 回到压力平衡。为避免系统不会在单点频繁切换参数, 在强参数与弱参数切换所依据的压力误差值之间加入死区。在压力指令下降为零时,变PI 控制为P 控制, 加快压力下降速度。本实施例中，当进行恒压力限流量控制时，比如此时主控制器给伺服驱动器5MP压力信号，并且系统压力需要维持在5MP,此时给定流量一定，给定40L；如果此时溢流阀开得过大，会造成系统溢流过多，整个系统的压力肯定会下降，如果需要维持压力5MP不变，只有增大系统流量输入，主控制器给定伺服驱动器速度信号增大，提高定量泵的转速，加大供油量。在提高转速过程中，如果系统压力降的少，此时主控制器速度给定信号采用较小的参数，如果压力降的多，主控制器速度给定信号采用较大的参数。在控制过程中，为了避免压力超调，应尽快的进入PPI控制模式，使得调节过程中有积分器迅速削弱超调。压力流量切换控制过程为：当压力差大于某一值时采用流量控制时, 需同时进行压力控制的计算, 使压力控制环的积分器达到限定值。这样当流量控制切换为压力控制时, 压力控制环的积分环节初始值是限定值, 可以缓解切换时过渡太快带来的影响, 使系统流量能够达到实际工况要求。本实施例中，在系统压力差小于某一值时而采用流量控制时候，伺服驱动器根据定量泵出油口压力传感器反馈压力值，进行压力计算，结合伺服驱动器中压力控制环的积分器，使得压力不会产生过多的超调，系统中从流量控制切换为压力控制时候，由于压力环积分的作用，在系统进行压力控制时，不会产生波动，油缸能够根据实际工况平稳的运行。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多段流量压力复合控制系统，其特征在于：包括主控制器、伺服驱动器、液压供应装置、压力传感器、流量计、溢流阀、比例换向阀、液压执行机构和安装在液压执行机构上的位移传感器；所述液压供应装置连接流量计，流量计连接比例换向阀，比例换向阀连接液压执行机构；所述液压供应装置的出油口安装压力传感器，压力传感器电连接伺服驱动器；所述液压供应装置电连接伺服驱动器；所述伺服驱动器、流量计、比例换向阀和位移传感器与主控制器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种多段流量压力复合控制系统，其特征在于：包括主控制器、伺服驱动器、液压供应装置、压力传感器、流量计、溢流阀、比例换向阀、液压执行机构和安装在液压执行机构上的位移传感器；所述液压供应装置连接流量计，流量计连接比例换向阀，比例换向阀连接液压执行机构；所述液压供应装置的出油口安装压力传感器，压力传感器电连接伺服驱动器；所述液压供应装置电连接伺服驱动器；所述伺服驱动器、流量计、比例换向阀和...

【专利技术属性】
技术研发人员：皇甫立波，董元辉，谢冬冬，
申请(专利权)人：南京埃尔法电液技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32