一种液压机组节能驱动系统及其协调控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种液压机组节能驱动系统及其协调控制方法，其特征是：在多台液压机与共享的驱动系统之间建立阀阵列相连接，通过阀阵列状态的变化，选择相应的驱动区为液压机提供能量，实现液压机组对驱动系统高效有序的共享；在液压机组动作协调的过程中，以压制区连续不间断的为液压机组提供能量为设计条件，采用活动横梁运动的位置和时间混合协调的方式，对超过允许误差范围的部分进行时间误差调整，保证每台液压机成形过程的连续性和精确性。发明专利技术可实现液压机组节能驱动系统的有效运行，保证每台液压机动作时间和位置准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液压机组节能驱动系统及其协调控制方法，用于实现液压机动作对驱动区不冲突的利用，以及单台液压机成形过程的高精度控制。
技术介绍
液压机系统的核心为液压系统，其传动平稳、控制简单、体积较小等优点已被人们广泛认可，但能量效率低下的问题也日益突出。液压系统效率低下不仅增加了系统运行成本和装机容量，还会导致油温过高、工作稳定性降低。而液压机工作频繁造成了大量的能量浪费。为了解决液压机能量效率低的问题，中国专利CN104175597A中公开了液压机组驱动系统节能控制方法，其在理论上具有良好的节能效果。但是在实际运行中，由于各种偶然因素的误差无法保证每个动作的时间和位置精度，一旦出现微小误差就会导致整个液压机组无法正常运行，导致驱动区长时间的等待或者对驱动区需求的冲突。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种液压机组节能驱动系统及其协调控制方法，以实现驱动区的高效利用，以及单台液压机成形过程的高精度控制。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术液压机组节能驱动系统的特点是：基于液压机组中的多台液压机对驱动系统的共享，将所述驱动系统通过开关阀阵列(Vij)m×(n+1)与所述液压机组相连；所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)是由m行和n+1列开关阀组成，其中m为所述驱动系统中驱动区Qi的个数，n为所述液压机组中液压机Yj的个数；在所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中，第一列至第n列的开关阀中，处在同一列中的各开关阀的输出端口共同连接至所述液压机组中的同一台液压机，处在不同列中的开关阀对应连接不同的液压机，即当j＝1,2,…,n时，开关阀Vij的输出端口与液压机Yj相连；当j＝n+1列中的各开关阀Vij的输出端口共同与油箱相连，其中i＝1,2,…,m；在所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中，处在同一行中的各开关阀的输入端口共同连接所述驱动系统中的同一个驱动区，处在不同行中的开关阀的输入端口对应连接驱动系统中的不同的驱动区，即开关阀Vij的输入端口与驱动区Qi相连，其中j＝1,2,…,n+1；在所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中，Vij为所述开关阀阵列中第i行第j列的开关阀；当j＝1,2,…,n时，Vij开关阀的开启表示液压机Yj在驱动区Qi的驱动下完成动作Di；当j＝n+1时，Vij开关阀的开启表示驱动区Qi处在卸荷状态；控制所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中各开关阀的有序开启实现对所述液压机组中各液压机的协调控制。本专利技术液压机组节能驱动系统的协调控制方法的特点是：所述液压机组中各液压机是以快降动作D1、压制动作D2、保压动作Db、卸荷动作Dx、快回动作D3和慢回动作D4为序进行动作；所述压制动作D2和慢回动作D4，是在液压机活动横梁达到设定位置时结束动作；除所述压制动作D2和慢回动作D4之外的其它各动作，是在达到设定动作时长时结束动作；所述驱动系统的各驱动区分别是：快降区Q1、压制区Q2、快回区Q3和慢回区Q4，即m＝4；所述快降动作D1、压制动作D2、快回动作D3和慢回动作D4分别在快降区Q1、压制区Q2、快回区Q3和慢回区Q4的驱动下完成；所述保压动作Db、卸荷动作Dx不需要驱动区的驱动，由对应液压机本身的液压系统完成；按设定的原则制定液压机组的工作节拍及开关阀阵列的动作逻辑为：当液压机组尚未开始工作时，所述液压机组中的液压机的活动横梁处在初始位置，所述阀阵列中的开关阀处于关闭状态；当液压机Yj开始快降动作D1时，开关阀V(1,j)开启，当液压机Yj开始压制动作D2时，开关阀V(1,j)关闭，开关阀V(1,n+1)开启，开关阀V(2,j)开启，在快降等待时长达到设定值Δt(j,j+1)时，开关阀V(1,n+1)关闭，并且开关阀V(1,j+1)开启，液压机Yj+1开始快降动作D1；在快降等待过程中，开关阀V(1,n+1)开启使快降区Q1处于卸荷状态；当液压机Yj的活动横梁到达设定位置时，压制动作D1结束，开关阀V(2,j)关闭、开关阀V(1,j+1)关闭并且开关阀V(2,j+1)开启，使液压机Yj+1开始压制动作D1；所述液压机Yj在完成压制动作D1之后的各后续动作按照设定的动作时长连续运行，直到液压机Yj的活动横梁返回在初始位置；在此过程中，当液压机Yj开始动作Di，开关阀Vij开启；当液压机Yj完成动作Di，开关阀Vij关闭；所述设定的原则为：原则一、保持所述驱动系统中压制区Q2的连续工作，即压制区Q2驱动液压机Yj的压制动作D2结束时刻为压制区Q2驱动液压机Yj+1的压制动作D2起始时刻；原则二、保持液压机组中单台液压机的动作连续；原则三、以压制区Q2驱动液压机活动横梁达到设定位置为压制区Q2的切换条件；压制区Q2驱动液压机Yj的压制动作D2的起始时刻为快降区Q1驱动液压机Yj+1的等待快降动作D1的计时起点，且等待时长为Δt(j,j+1)。本专利技术液压机组节能驱动系统的协调控制方法的特点也在于：所述液压机Yj在压制动作D1起始时的活动横梁所在的设置高度为Gj，设置高度Gj的允许误差范围为YWj；设置高度Gj的可调误差范围为KWj；且当实际高度G’j与设置高度Gj的误差在允许误差范围YWj中时，按权利要求2中所述的液压机组的工作节拍及开关阀阵列的动作逻辑进行控制；当实际高度G’j与设置高度Gj之间的误差超出允许误差范围YWj，并处在可调误差范围KWj中时，调整液压机Yj+2的快降等待时长Δt(j+1,j+2)，使液压机Yj+2的压制动作D2起始时的活动横梁所在的实际高度为G’j+2与设定高度Gj的误差值处于允许误差范围YWj+2中；当实际高度G’j与设置高度Gj之间的误差超出可调误差范围KWj时，重新制定液压机组的工作节拍。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：1、本专利技术通过在驱动系统和液压机组之间设置开关阀阵的方式，从结构上实现将液压驱动系统的驱动区分时共享给液压机组中的每台液压机，实现了驱动区的高效利用。2、本专利技术通过采用时间和位置联合控制的方式，以液压机压制动作的开始时刻作为下一台液压机开始动作的计时起点，当前液压机压制动作的结束时刻作为下一台液压机快降动作的结束时刻和压制动作的开始时刻，其他动作按照设定的时间长度运行，直至液压机活动横梁回至初始位置，完成整个成形过程。在保证成形精度的前提下，确保了压制区不间断的为液压机提供能量，单台液压机工作的连续。3、在动作协调控制的基础上，对产生的偶然误差进行调整，设置压制动作开始时活动横梁所处的高度误差范围，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压机组节能驱动系统，其特征是：基于液压机组中的多台液压机对驱动系统的共享，将所述驱动系统通过开关阀阵列(Vij)m×(n+1)与所述液压机组相连；所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)是由m行和n+1列开关阀组成，其中m为所述驱动系统中驱动区Qi的个数，n为所述液压机组中液压机Yj的个数；在所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中，第一列至第n列的开关阀中，处在同一列中的各开关阀的输出端口共同连接至所述液压机组中的同一台液压机，处在不同列中的开关阀对应连接不同的液压机，即当j＝1,2,…,n时，开关阀Vij的输出端口与液压机Yj相连；当j＝n+1列中的各开关阀Vij的输出端口共同与油箱相连，其中i＝1,2,…,m；在所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中，处在同一行中的各开关阀的输入端口共同连接所述驱动系统中的同一个驱动区，处在不同行中的开关阀的输入端口对应连接驱动系统中的不同的驱动区，即开关阀Vij的输入端口与驱动区Qi相连，其中j＝1,2,…,n+1；在所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中，Vij为所述开关阀阵列中第i行第j列的开关阀；当j＝1,2,…,n时，Vij开关阀的开启表示液压机Yj在驱动区Qi的驱动下完成动作Di；当j＝n+1时，Vij开关阀的开启表示驱动区Qi处在卸荷状态；控制所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中各开关阀的有序开启实现对所述液压机组中各液压机的协调控制。...

【技术特征摘要】
1.一种液压机组节能驱动系统，其特征是：基于液压机组中的多台液压机对驱动系统的
共享，将所述驱动系统通过开关阀阵列(Vij)m×(n+1)与所述液压机组相连；
所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)是由m行和n+1列开关阀组成，其中m为所述驱动系统中驱
动区Qi的个数，n为所述液压机组中液压机Yj的个数；
在所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中，第一列至第n列的开关阀中，处在同一列中的各开关阀
的输出端口共同连接至所述液压机组中的同一台液压机，处在不同列中的开关阀对应连接不
同的液压机，即当j＝1,2,…,n时，开关阀Vij的输出端口与液压机Yj相连；当j＝n+1列中的
各开关阀Vij的输出端口共同与油箱相连，其中i＝1,2,…,m；
在所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中，处在同一行中的各开关阀的输入端口共同连接所述驱动
系统中的同一个驱动区，处在不同行中的开关阀的输入端口对应连接驱动系统中的不同的驱
动区，即开关阀Vij的输入端口与驱动区Qi相连，其中j＝1,2,…,n+1；
在所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中，Vij为所述开关阀阵列中第i行第j列的开关阀；当j
＝1,2,…,n时，Vij开关阀的开启表示液压机Yj在驱动区Qi的驱动下完成动作Di；当j＝n+1
时，Vij开关阀的开启表示驱动区Qi处在卸荷状态；控制所述开关阀阵列(Vij)m×(n+1)中各开关
阀的有序开启实现对所述液压机组中各液压机的协调控制。
2.一种权利要求1所述液压机组节能驱动系统的协调控制方法，其特征是：所述液压机
组中各液压机是以快降动作D1、压制动作D2、保压动作Db、卸荷动作Dx、快回动作D3和
慢回动作D4为序进行动作；所述压制动作D2和慢回动作D4，是在液压机活动横梁达到设定
位置时结束动作；除所述压制动作D2和慢回动作D4之外的其它各动作，是在达到设定动作
时长时结束动作；所述驱动系统的各驱动区分别是：快降区Q1、压制区Q2、快回区Q3和慢
回区Q4，即m＝4；所述快降动作D1、压制动作D2、快回动作D3和慢回动作D4分别在快降
区Q1、压制区Q2、快回区Q3和慢回区Q4的驱动下完成；所述保压动作Db、卸荷动作Dx不
需要驱动区的驱动，由对应液压机本身的液压系统完成；
按设定的原则制定液压机组的工作节拍及开关阀阵列的动作逻辑为：
当液压机组尚未开始工作时，所述液压机组中的液压机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志峰，李磊，李新宇，刘晓鹏，石方亮，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34