颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法制造技术

本发明专利技术公开了一种颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法，通过颤振智能算法、颤振提取算法单元、滤波器、活塞杆位置智能算法、活塞杆位置采样滤波模块、活塞杆位置采集模块、颤振叠加算法，实现对比例电磁铁的颤振和位移双闭环(含电流小闭环)控制，并提出了位移叠加颤振改善滞环现象的方法和积分分离与抗积分饱和算法；从而解决了滞环影响比例阀动态响应特性和积分饱和带来的误差不断积累以及系统稳定性不断下降的问题。本发明专利技术能够有效地提高控制的精度、控制的稳定性以及控制器抗干扰的能力。因此，本发明专利技术具有很强的实用性和应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于液压控制
，具体涉及一种颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法。
技术介绍
随着机械装备制造业的快速发展，对液压阀的流量、精度、响应速度方向提出了愈来愈高的要求，比例泵因此而发展起来。常规的比例泵一般为开环控制，不带闭环反馈信号，或者为单一反馈的闭环控制系统，性能水平较低，质量不稳定，可靠性较差。同时，开环控制系统，没有实时高效的闭环位置控制算法，不能实时监测阀芯位移，很难有效消除阀芯遮盖对流量特性的影响，具有较大的滞环，响应时间长，控制精度较低。比例电磁铁在实际工作过程中，磁铁材料会存在磁滞特性，泵的运动组件和阀腔的相对运动必然形成摩擦力，此外，泵的运动组件之间通常存在机械间隙，这些因素均会导致比例阀的稳态特性呈现滞环现象。因此在电磁铁驱动信号中叠加特定参数的颤振是目前工程实际中改善位置滞环的常用方法。常规的反馈控制系统对于系统内部特性的变化和外部扰动的影响具有一定的抑制能力，但由于控制器参数是固定的，所以当系统内部特性变化或者外部扰动的变化幅度很大时，系统的性能常常会大幅度下降，甚至不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述不足提供一种颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法。本专利技术一种颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法，包括以下步骤：S1，第一比较器1获取采样电流6检测到比例电磁铁7的实际电流和颤振提取算法单元22处理后的反馈值，并对这二者进行差值运算，然后经过颤振智能算法23运算处理；S2，第二比较器3获取并处理控制系统的输入活塞杆位置的设定值和活塞杆位置采样滤波单元42处理后的反馈值，并对这二者进行差值运算，然后经过活塞杆位置智能算法43运算处理；S3，将S1和S2计算的结果发送给颤振叠加算法5，然后传输给比例电磁铁7，驱动液压缸8中活塞杆的运动，最后由安装在液压缸8活塞杆上的位移传感器9感知活塞杆位置的变化。所述S1具体包括以下步骤：S1.1，初始化比例电磁铁7，位移传感器9输出的位置反馈信号经过滤波器21和颤振提取算法单元22的处理，发送至第一比较器1的第二输入端；所述第一比较器1判断经位移传感器9、滤波器21和颤振提取算法单元22处理的反馈信号是否发送至所述第一比较器1的第二输入端；当该第一比较器1确认经位移传感器9、滤波器21和颤振提取算法单元22处理的反馈信号发送至所述第一比较器1的第二输入端时，第一比较器1进行下一步S1.2；否则所述第一比较器1继续数据采样；S1.2，采用第一比较器1计算采样电流6检测到比例电磁铁7的实际电流与颤振反馈信号的差值，将计算结果发送至颤振智能算法23。所述S2具体包括以下步骤：S2.1，用户给定的活塞杆位置设定值，位移传感器9输出的位置反馈信号经过活塞杆位置采集模块41的采集，再通过活塞杆位置采样滤波单元42的处理，发送至所述第二比较器3的第二输入端；所述第二比较器3判断经位移传感器9、活塞杆位置采集模块41和活塞杆位置采样滤波单元42处理的反馈信号是否发送至所述第二比较器3的第二输入端；当该第二比较器3确认经位移传感器9、活塞杆位置采集模块41和活塞杆位置采样滤波单元42处理的反馈信号发送至所述第二比较器3的第二输入端时，该第二比较器3进行下一步S2.2；否则所述第二比较器3继续数据采样；S2.2，采用第二比较器3计算用户给定的活塞杆位置设定值与位置反馈信号的差值，当前者大于后者时，当前的积分环节恢复正常的偏差累加；当前者小于后者时，当前的积分环节只对负偏差进行累加；S2.3，将所述步骤S2.2的计算结果发送至活塞杆位置智能算法43。所述S2.2具体包括以下步骤：S2.2.1,所述位置反馈信号经过滤波器21滤除输入信号的干扰，然后将该信号发送至第二比较器3的第二输入端，滤波器21惯性环节的传递函数如下： G ( S ) - 1 T s + 1 , T ( j ω ) - 1 T j ω + 1 - 1 - T j ω 1 + T 2 ω 2 - - - ( 1 ) ]]>式(1)中，T(jω)为系统的频率特性，惯性环节的时间常数S2.2.2,第二比较器3比较位置的反馈值和设定值，如果偏差较大，取消积分作用，如果偏差较小，就引入积分环节，用积分分离算法的差分方程的表述如下： u ( k ) = k P e r r o r ( k ) + βk i Σ j = 0 k e r r o r ( j ) T s + k d ( e r r o r ( k ) - e r r o r ( k - 1 ) ) T s - - - ( 2 ) ]]>式中，u(k)为控制的输出量，error(k)为反馈值与位移的设定值的偏差，kp为比例系数；ki为积分系数；kd为微分系数，Ts是采样周期，β为积分环节的开关系数，当|error(k)|＞ε时，β＝0；当|error(k)|≤ε时，β＝1。本专利技术提出一种颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法，能够根据比例泵的活塞杆位置的不同进行自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法，其特征在于包括以下步骤：S1，第一比较器(1)获取采样电流(6)检测到比例电磁铁(7)的实际电流和颤振提取算法单元(22)处理后的反馈值，并对这二者进行差值运算，然后经过颤振智能算法(23)运算处理；S2，第二比较器(3)获取并处理控制系统的输入活塞杆位置的设定值和活塞杆位置采样滤波单元(42)处理后的反馈值，并对这二者进行差值运算，然后经过活塞杆位置智能算法(43)运算处理；S3，将S1和S2计算的结果发送给颤振叠加算法(5)，然后传输给比例电磁铁(7)，驱动液压缸(8)中活塞杆的运动，最后由安装在液压缸(8)活塞杆上的位移传感器(9)感知活塞杆位置的变化。

【技术特征摘要】
1.一种颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法，其特征在于包括以下步骤：S1，第一比较器(1)获取采样电流(6)检测到比例电磁铁(7)的实际电流和颤振提取算法单元(22)处理后的反馈值，并对这二者进行差值运算，然后经过颤振智能算法(23)运算处理；S2，第二比较器(3)获取并处理控制系统的输入活塞杆位置的设定值和活塞杆位置采样滤波单元(42)处理后的反馈值，并对这二者进行差值运算，然后经过活塞杆位置智能算法(43)运算处理；S3，将S1和S2计算的结果发送给颤振叠加算法(5)，然后传输给比例电磁铁(7)，驱动液压缸(8)中活塞杆的运动，最后由安装在液压缸(8)活塞杆上的位移传感器(9)感知活塞杆位置的变化。2.根据权利要求1所述的颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法，其特征在于所述S1具体包括以下步骤：S1.1，初始化比例电磁铁(7)，位移传感器(9)输出的位置反馈信号经过滤波器(21)和颤振提取算法单元(22)的处理，发送至第一比较器(1)的第二输入端；所述第一比较器(1)判断经位移传感器(9)、滤波器(21)和颤振提取算法单元(22)处理的反馈信号是否发送至所述第一比较器(1)的第二输入端；当该第一比较器(1)确认经位移传感器(9)、滤波器(21)和颤振提取算法单元(22)处理的反馈信号发送至所述第一比较器(1)的第二输入端时，第一比较器(1)进行下一步S1.2；否则所述第一比较器(1)继续数据采样；S1.2，采用第一比较器(1)计算采样电流(6)检测到比例电磁铁(7)的实际电流与颤振反馈信号的差值，将计算结果发送至颤振智能算法(23)。3.根据权利要求1或2所述的颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法，其特征在于所述S2具体包括以下步骤：S2.1，用户给定的活塞杆位置设定值，位移传感器(9)输出的位置反馈信号经过活塞杆位置采集模块(41)的采集，再通过活塞杆位置采样滤波单元(42)的处理，发送至所述第二比较器(3)的第二输入端；所述第二比较器(3)判断经位移传感器(9)、活塞杆位置采集模块(41)和活塞杆位置采样滤波单元(42)处理的反馈信号是否发送至所述第二比较器(3)的第二输入端；当该第二比较器(3)确认经位移传感器(9)、活塞杆位置采集模块(41)和活塞杆位置采样滤波单元(42)处理的反馈信号发送至所述第二比较器(3)的第二输入端时，该第二比较器(3)进行下一步S2.2；否则所述第二比较器(3)继续数据采样；S2.2，采用第二比较器(3)计算用户给定的活塞杆位置设定值与位置反馈信号的差值，当前者大于后者时，当前的积分环节恢复正常的偏差累加；当前者小于后者时，当前的积分环节只对负偏差进行累加；S2.3，将所述步骤S2.2的计算结果发送至活塞杆位置智能算法(43)。4.根据权利要求3所述的颤振信号双闭环自适应比例泵放大器算法，其特征在于所述S2.2具体包括以下步骤：S2.2.1,所述位置反馈信号经过滤波器21滤除输入信号的干扰，然后将该信号发送至第二比较器3的第二输入端，滤波器21惯性环节的传递函数如下： G ( S ) - 1 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚琦，刘国平，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36