一种基于高速开关阀的液压缸速度控制系统技术方案

一种基于高速开关阀的液压缸速度控制系统，在分析高速开关阀流量特性的基础上，提出了基于高速开关阀的单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案，并且采用脉宽调制技术(PWM)，根据液压缸的位移信号调节PWM的占空比，控制进入液压缸的流量，间接达到控制液压缸速度、削弱冲击的目的。单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案都能较好地实现液压缸速度的控制，其中单阀直控式更加适合于小流量液压系统，而旁路节流式的应用范围较广。

A speed control system for hydraulic cylinder based on high speed switch valve

【技术实现步骤摘要】
一种基于高速开关阀的液压缸速度控制系统所属
本专利技术涉及一种基于高速开关阀的液压缸速度控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
高速开关阀具有切换速度快、重复精度高、抗污染性强、价格低廉、可以通过脉冲进行调节等优点，能够较好地实现计算机控制技术和液压流体技术的有机结合，有良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于高速开关阀的液压缸速度控制系统，在分析高速开关阀流量特性的基础上，提出了基于高速开关阀的单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案，并且采用脉宽调制技术(PWM)，根据液压缸的位移信号调节PWM的占空比，控制进入液压缸的流量，间接达到控制液压缸速度、削弱冲击的目的。本专利技术所采用的技术方案是。所述单阀直控式液压系统指将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与换向阀之间，旁路节流式液压系统指将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与无杆腔之间。两种系统均通过对高速开关阀开通时间的控制来控制进入液压缸有杆腔的流量，从而控制液压缸的缩缸速度。所述控制系统采用恒流源液压泵，单阀直控式的高速开关阀控制的是从系统进入有杆腔的流量；旁路节流式的高速开关阀将进入有杆腔的流量分流到无杆腔来控制进入有杆腔的流量。由于在面积一定的情况下，流量与速度呈现线性关系，即可以通过流量控制实现对液压缸速度的控制。所述单阀直控式液压系统中，控制信号在液压缸端部采用小占空比；而旁路节流式系统则相反。高速开关阀在单阀直控式系统应用中要避免死区，即不能切断对有杆腔的油液供给，所以系统中高速开关阀控制信号的占空比变化范围通常设定为25%~100%；而旁路节流式系统是利用高速开关阀的死区与饱和区，通过占空比渐变实现死区与饱和区之间的过渡，所以旁路节流式系统中高速开关阀控制信号占空比的变化范围设定为0%~100%。本专利技术的有益效果是：单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案都能较好地实现液压缸速度的控制，其中单阀直控式更加适合于小流量液压系统，而旁路节流式的应用范围较广。附图说明图1是本专利技术的单阀直控式液压系统。图2是本专利技术的旁路节流式液压系统。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，单阀直控式液压系统指将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与换向阀之间，旁路节流式液压系统指将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与无杆腔之间。两种系统均通过对高速开关阀开通时间的控制来控制进入液压缸有杆腔的流量，从而控制液压缸的缩缸速度。控制系统采用恒流源液压泵，单阀直控式的高速开关阀控制的是从系统进入有杆腔的流量；旁路节流式的高速开关阀将进入有杆腔的流量分流到无杆腔来控制进入有杆腔的流量。由于在面积一定的情况下，流量与速度呈现线性关系，即可以通过流量控制实现对液压缸速度的控制。为了实现当液压缸在端部运行时，使流人有杆腔的流量较小。则在单阀直控式液压系统中，控制信号在液压缸端部采用小占空比；而旁路节流式系统则相反。高速开关阀在单阀直控式系统应用中要避免死区，即不能切断对有杆腔的油液供给，所以系统中高速开关阀控制信号的占空比变化范围通常设定为25%~100%;而旁路节流式系统是利用高速开关阀的死区与饱和区，通过占空比渐变实现死区与饱和区之间的过渡，所以旁路节流式系统中高速开关阀控制信号占空比的变化范围设定为0%~100%。根据已设计的液压系统，采用节点容腔建模法，建立液压系统的流量连续性方程，力平衡方程和辅助方程，联立方程得系统的数学模型。仿真过程中，利用Simulink对单阀直控式和旁路节流式液压系统进行建模，分析液压缸的位移、速度和加速度曲线。系统使用NIPCI-6221数据采集卡实现对液压缸位移信号的采集，并通过Labview软件对位移信号处理，产生脉宽调制PWM(PulseWidthModulation)信号，对高速开关阀进行控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高速开关阀的液压缸速度控制系统，其特征是：所述单阀直控式液压系统指将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与换向阀之间，旁路节流式液压系统指将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与无杆腔之间，两种系统均通过对高速开关阀开通时间的控制来控制进入液压缸有杆腔的流量，从而控制液压缸的缩缸速度。

【技术特征摘要】
1.一种基于高速开关阀的液压缸速度控制系统，其特征是：所述单阀直控式液压系统指将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与换向阀之间，旁路节流式液压系统指将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与无杆腔之间，两种系统均通过对高速开关阀开通时间的控制来控制进入液压缸有杆腔的流量，从而控制液压缸的缩缸速度。2.根据权利要求1所述的一种基于高速开关阀的液压缸速度控制系统，其特征是：所述控制系统采用恒流源液压泵，单阀直控式的高速开关阀控制的是从系统进入有杆腔的流量；旁路节流式的高速开关阀将进入有杆腔的流量分流到无杆腔来控制进入有杆腔的流量，由于在面积一定的情况下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福霞，
申请(专利权)人：李福霞，
类型：发明
国别省市：辽宁,21