一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统，包括液压缸、两套对称设置的伺服驱动装置、位移传感器和用于分配输出的运动控制单元，两套所述伺服驱动装置分别连接到所述液压缸的入口和出口，所述位移传感器连接所述液压缸的活塞以获得位移信息，所述位移传感器连接所述运动控制单元，所述运动控制单元连接两套所述伺服驱动装置构成闭环控制回路，本实用新型专利技术的响应性很高，速度控制范围大，活塞的控制性好，任何速度和负载下都可以对位置进行双向调整，保证消除位置偏差，并且可以通过直流并联进行再生能量回收，也进一步节省能源。

A position control system of hydraulic cylinder based on two-way pressure regulation

【技术实现步骤摘要】
一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统
本技术涉及液压控制
，特别是一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统。
技术介绍
液压是工业上应用非常广泛的传动技术，尤其在直线运动领域，以其重载、平顺、耐冲击、耐用可靠等优越性能，在金属成型、橡塑机械、重型机床等领域普遍应用。在直线运动的位置控制性能方面，传统的液压传动技术存在很大的缺陷和局限性：首先在定点定位技术方面，传统的方法是到达目标位置前减速，然后低速顶住机械挡块，或到达目标位置后切断流量停止，存在如下缺陷：1.用机械挡块停止液压缸运动，则只能停留在一个位置且撞击噪声需要进行控制，2.到达目标位置后切断液压泵的流量，由于无法提供制动力矩，液压泵的负载实际上是活动停止的，会因多种工作因素影响而导致停止位置不可控，3.采用高-低速位置控制，系统必须保留一个较长的低速运动距离，定位时间较长；另外在位置闭环控制方面，采用下面的几种方式均有一定的缺点：1.采用方向阀切换油泵正反转方向，由于方向阀的切换时间很慢，因此控制的精度和响应性极差，2.采用伺服阀，通过动态调整油缸进出流量的比例，实现油缸的双向流量控制和位置控制，但是设备成本高昂且大型机械无法应用，3.油路全封闭液压缸，由定量泵的正反转推动油泵的正反向移动，但是液压回路必须封闭，油泵、电机等部件不能用于其他液压回路，并且液压回路很难做到完全对称和封闭，由于定量泵存在一定的内泄漏，在低转速时位置控制的响应性和精度都比较低。因此，高精度、高响应性的直线位置控制基本都无法应用液压技术，而采用丝杆、同步皮带、齿轮-齿条等机械传动方式，但大型、重载、恶劣环境的运动控制也是以上机械传动难以实现或成本昂贵的，这方面存在着技术和应用需求的空白。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的在于提供一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统，在保持液压重载、可靠耐用的优点的前提下，实现双向全闭环的位置控制技术，满足高精度和高响应的要求，而且和伺服阀技术相比还大大降低能耗。本技术解决其问题所采用的技术方案是：一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统，包括液压缸、第一伺服驱动装置、第二伺服驱动装置、位移传感器和用于分配输出的运动控制单元，所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置分别连接到所述液压缸的入口和出口，所述位移传感器连接所述液压缸的活塞以获得位移信息，所述位移传感器连接所述运动控制单元，所述运动控制单元连接所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置。进一步，所述第一伺服驱动装置包括第一伺服驱动器、第一伺服电机和第一定量泵，所述第一伺服驱动器、第一伺服电机和第一定量泵依次连接，所述第二伺服驱动装置包括第二伺服驱动器、第二伺服电机和第二定量泵，所述第二伺服驱动器、第二伺服电机和第二定量泵依次连接，所述第一伺服驱动器和第二伺服驱动器均连接到所述运动控制单元，所述第一定量泵和第二定量泵分别连接到所述液压缸的入口和出口。进一步，所述第一伺服驱动装置还包括第一压力传感器，所述第二伺服驱动装置还包括第二压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述第一定量泵的输出口，所述第二压力传感器设置在所述第二定量泵的输出口，所述第一压力传感器和第二压力传感器均连接到所述运动控制单元。进一步，所述运动控制单元包括转矩分配单元，所述转矩分配单元输出两路，分别连接到所述第一伺服驱动器和第二伺服驱动器。进一步，所述运动控制单元包括位置环PID和速度环PID、用于接收目标位置值的输入接口和用于输出转矩指令的输出接口，所述输入接口、位置环PID、速度环PID和输出接口依次连接，所述位移传感器的输出分别连接到所述位置环PID和速度环PID。本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：在液压缸的活塞两侧均输出压力，并结合位移传感器实时反馈的位置和速度信息，构成闭环的控制回路，通过所述运动控制单元可以实现电气精确控制，首先，本技术实施例的动力来源是两个伺服驱动装置，响应性很高，速度控制范围大，所述运动控制单元直接控制液压缸活塞两端的压力，活塞的控制性好，任何速度和负载下都可以对位置进行双向调整，保证消除位置偏差；相对于伺服阀而言，本技术的实施例由于没有溢流损耗，因此能耗大大降低，同时拖动和制动两套伺服驱动器可以通过直流并联进行再生能量回收，也进一步节省能源。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1是本技术实施例的结构连接示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，如果不冲突，本技术实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。第一方面，参照图1，本技术的一个实施例提供了一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统，包括液压缸100、第一伺服驱动装置、第二伺服驱动装置、位移传感器200和用于分配输出的运动控制单元300，所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置分别连接到所述液压缸100的入口和出口，所述位移传感器200连接所述液压缸100的活塞以获得位移信息，所述位移传感器200连接所述运动控制单元300，所述运动控制单元300连接所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置。本实施例中在液压缸100的活塞两侧分别连接所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置，相当于两套伺服驱动装置同时对活塞输出压力，而在控制方面，由所述位移传感器200获取活塞的速度信息和位置信息，将其反馈到所述运动控制单元300，所述运动控制单元300根据外部输入的目标位置与所述位移传感器200反馈的信息作比较，得到偏差信息从而控制所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置的输出压力，进而影响所述液压缸100的活塞的运动状态，因此从整体上看本实施例构成了一个闭环控制的液压回路，实现了液压缸100的直线位置闭环控制。其中所述运动控制单元300是电器控制部分，对输入的目标位置数值和所述位移传感器200反馈的数值具有PID功能，并且由于存在两套伺服驱动装置，所述运动控制单元300的输出端实际上有两个，由于两套伺服驱动装置的转矩控制量很可能不一样，因此所述运动控制单元300内部具有转矩分配功能，从而实现不同的压力输出，因此通过调整转矩分配的两组输出量的大小可实现对液压缸100的活塞的输出力的方向和大小的控制，从而实现对液压缸100的动态位置控制。基于上一实施例，本技术的另一实施例提供了一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统，所述第一伺服驱动装置包括第一伺服驱动器410、第一伺服电机420和第一定量泵430，所述第一伺服驱动器410、第一伺服电机420和第一定量泵430依次连接，所述第二伺服驱动装置包括第二伺服驱动器510、第二伺服电机520和第二定量泵530，所述第二伺服驱动器510、第二伺服电机520和第二定量泵530依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统，其特征在于：包括液压缸、第一伺服驱动装置、第二伺服驱动装置、位移传感器和用于分配输出的运动控制单元，所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置分别连接到所述液压缸的入口和出口，所述位移传感器连接所述液压缸的活塞以获得位移信息，所述位移传感器连接所述运动控制单元，所述运动控制单元连接所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统，其特征在于：包括液压缸、第一伺服驱动装置、第二伺服驱动装置、位移传感器和用于分配输出的运动控制单元，所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置分别连接到所述液压缸的入口和出口，所述位移传感器连接所述液压缸的活塞以获得位移信息，所述位移传感器连接所述运动控制单元，所述运动控制单元连接所述第一伺服驱动装置和第二伺服驱动装置。


2.根据权利要求1所述的一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统，其特征在于：所述第一伺服驱动装置包括第一伺服驱动器、第一伺服电机和第一定量泵，所述第一伺服驱动器、第一伺服电机和第一定量泵依次连接，所述第二伺服驱动装置包括第二伺服驱动器、第二伺服电机和第二定量泵，所述第二伺服驱动器、第二伺服电机和第二定量泵依次连接，所述第一伺服驱动器和第二伺服驱动器均连接到所述运动控制单元，所述第一定量泵和第二定量泵分别连接到所述液压缸的入口和出口。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：邓之江，
申请(专利权)人：江门市蒙德电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44