工程机械中多执行器运动的电液数字分流控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工程机械中多执行器运动的电液数字分流控制系统。液压泵的供油通过油路分别与数个驱动执行器的电液控制单元和溢流阀连接，各电液控制单元的负载压力以电信号与负载敏感控制器的Ａ／Ｄ口连接，修正前后的操作指令也以电信号分别与负载敏感控制器的Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ口连接，负载敏感控制器另有一路Ｄ／Ａ口输出负载敏感修正值以电信号与液压泵的变量机构或溢流阀的控制端连接。给各电液控制单元的操作指令是通过电液数字分流控制方法修正后得出的。负载敏感修正值则根据各电液控制单元的负载压力以及分流控制指令、程序预设的各联的优先级、泵的最大输出流量通过负载敏感控制方法修正后得出。它将一个复杂的分流控制变成了一个简单的数字控制方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及所产生的运动直接与容积式泵的输出有关的系统。
技术介绍
传统工程机械所采用的各种多执行器负载敏感系统(无论是机液负载敏感系统还是电液负载敏感系统)，如图1所示，液压泵向各电液控制单元供油；各电液控制单元将负载压力引到高压选择阀，高压选择阀选出其中最高压力输出到负载敏感油路；负载敏感油路的压力用于液压泵变量机构或溢流阀的控制；操作指令直接用电路连到各电液控制单元进行控制。采用分流比控制的方法可以在泵的输出流量不足时实现流量的合理分配。但当各执行器所驱动的惯性负载大小相差较大时，惯性较小的一联得不到所需的全部流量而运动速度缓慢；而惯性较大的一联由于速度不可能迅速达到其给定值，因而其分流流量只能从安全阀上旁路值，从而造成了这部分流量的浪费，降低了泵输出流量的利用率。在大、小惯性负载复合控制中普遍存在因泵的输出流量不足导致分流比控制失效、泵输出流量的利用率不高等问题。
技术实现思路
本专利技术提供采用以压差的进、出口独立调节单元作为各执行器的控制单元、并采用电控方式对泵的排量进行调节的工程机械中多执行器运动的电液数字流控制系统。本专利技术采用的技术方案如下液压泵的供油通过液压油路分别与数个装有执行器的电液控制单元连接和溢流阀连接(如果选用定量泵，溢流阀用来控制供油压力，如果选用变量泵，溢流阀当安全阀用，平时不通油)，数个电液控制单元的负载压力以电信号与负载敏感控制器的A/D模拟量输入端连接，数个电液控制单元的相应个数的操作指令和修正后的操作指令也以电信号分别与负载敏感控制器的A/D模拟量输入端、D/A模块量输出端连接，负载敏感控制器另有一路D/A模拟量输出端的负载敏感修正信号以电信号与液压泵的变量机构或溢流阀的控制端连接。本专利技术与现有技术相比，具有的有益的效果是1)取消传统多执行器负载敏感系统中的高压选择阀以及相应的负载敏感油路以及各电液控制单元返回负载压力的油路，取而代之的是一套负载敏感控制器；2)取消传统多执行器负载敏感系统中各电液控制单元与其操作指令之间的电路连线，将各操作指令接到负载敏感控制器的模拟量输入端，将各电液控制单元的指令输入端接到负载敏感控制器的模拟量输出端；3)负载敏感控制器另有一路模拟量输出端接到液压泵的变量机构或溢流阀的控制端；4)给各电液控制单元的流量指令是根据输入的操作指令，通过电液数字分流控制修正方法修正后得出的；5)给液压泵的变量机构和溢流阀的负载敏感信号是根据输入的各电液控制单元负载压力以及输出的分流控制指令、程序预设的各执行器的优先级、泵的最大输出流量通过负载敏感修正方法修正后得出的。本专利技术将一个复杂的分流控制变成了一个简单的数字控制方法。附图说明图1是工程机械中大多数采用的多执行器负载敏感系统结构框图；图2是本专利技术的结构框图。具体实施例方式如图2所示，液压泵的供油通过液压油路分别与数个驱动执行器的电液控制单元连接和溢流阀连接，数个电液控制单元的负载压力以电信号与负载敏感控制器的A/D模拟量输入端连接，数个电液控制单元的相应个数的操作指令和修正后的操作指令也以电信号分别与负载敏感控制器的A/D模拟量输入端、D/A模块量输出端连接，负载敏感控制器另有一路D/A模拟量输出端的负载敏感修正信号以电信号与液压泵的变量机构或溢流阀的控制端连接。给每个电液控制单元的流量是根据输入的操作指令，通过电液数字分流控制算法修正后得出，其电液数字分流控制算法如下Q0A=Q0Aset(Qsmax>ΣSx≥SAQ1x)]]>Q0A=Qsmax-ΣSx>SAQ1xΣSx=SAQ1xQ0xQ0xsetQ0Aset(ΣSx>SAQ1x≤Qsmax≤ΣSx≥SAQ1x)]]>Q0A=0(Qsmax<ΣSx>SAQ1x)]]>其他各联类同。式中，Qsmax为泵的最大输出流量；Q0Aset与Q0xset分别表示对该联以及系统第x联执行器的操作指令，Q0A与Q0x分别表示负载敏感控制器输出给该联以及系统第x联执行器控制单元的流量指令，Q1A与Q1x分别表示该联以及系统第x联的实际流量，SA与Sx分别表示该联以及系统第x联的优先级。(1)首先根据不同的优先级将各执行器联进行分档，并求出每一级别下各执行器控制单元进口节流阀阀口流量的和 (2)根据优先级的高低逐级判断泵的最大输出流量是否足以提供该优先级下所有执行器的实际消耗流量如果足够，则将该优先级下所有执行器控制单元的流量指令Q0x设为其操作指令Q0xset，并转到低一级的优先级继续判断；如果不足，则根据各执行器实际消耗流量的比值确定其分流比 ，并将该分流比与剩余的泵输出流量相乘，作为该执行器控制单元的流量指令，同时把优先级更低联的流量指令设为零即可。假设系统各联具有相同的优先级，大惯性负载联的操作指令、流量指令以及进口节流阀的阀口流量分别为Q0Aset、Q0A和Q1A，其余各联的惯性负载均较小，其操作指令、流量指令以及进口节流阀的阀口流量之和分别为Q0Bset、Q0B和Q1B，并假定Q0Bset＜Qsmax＜Q0Aset+Q0Bset。在大惯性负载加速过程的起始阶段，各执行器实际消耗流量之和小于泵的最大输出流量，因此 ，对各联执行器控制单元的流量指令仍等于其操作指令，即Q0A＝Q0Aset、Q0B＝Q0Bset。当大惯性负载的运动速度逐渐提高使泵的输出流量不足时，由于小惯性负载联的实际消耗流量与其流量指令相当，因此可以认为Q0B＝Q1B。由此可得Q0A=QsmaxQ1AQ0AQ0Aset+Q1BQ0BQ0Bset·Q0Aset=QsmaxQ1AQ0AQ0Aset+Q0Bset·Q0Aset]]>即Q0AsetQ0A=Q0BsetQsmax-Q1A]]>由此可得对各联执行器控制单元的流量指令分别为Q0A=QsmaxQ1AQ0AQ0Aset+Q0Bset·Q0Aset=QsmaxQ1A·Q0BsetQsmax-Q1A+Q0Bset·Q0Aset]]>=Qsmax-Q1AQ0Bset·Q0Aset]]>Q0B=QsmaxQ1AQ0AQ0Aset+Q0Bset·Q0Bset=Qsmax-Q1A]]>各执行器实际消耗流量之和为Q1A+Q1B＝Q1A+Q0B＝Q1A+Qsmax-Q1A＝Qsmax也就是说，即使在大惯性负载的起动阶段，也可以最大限度地利用泵的输出流量。另外，由于在大惯性负载的加速过程中，其流量指令是从其操作指令逐渐降低到其稳定值，而不是简单地与其实际消耗流量相适应，因此该流量指令的变化不会对大惯性负载的加速过程造成较大影响。给液压泵的变量机构和溢流阀的负载敏感信号是根据输入的各电液控制单元我载压力以及输出的分流控制指令、程序预设的各执行器的优先级、泵的最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
工程机械中多执行器运动的电液数字分流控制系统，其特征在于：液压泵的供油通过液压油路分别与数个驱动执行器的电液控制单元连接和溢流阀连接，数个电液控制单元的负载压力以电信号与负载敏感控制器的Ａ／Ｄ模拟量输入端连接，数个电液控制单元的相应个数的操作指令和修正后的操作指令也以电信号分别与负载敏感控制器的Ａ／Ｄ模拟量输入端、Ｄ／Ａ模块量输出端连接，负载敏感控制器另有一路Ｄ／Ａ模拟量输出端的负载敏感修正信号以电信号与液压泵的变量机构或溢流阀的控制端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾临怡，王庆丰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]