【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液压控制，更具体地，涉及一种电液比例先导控制装置及方法。
技术介绍
1、大流量电液比例阀作为关键的液压系统控制元件，这些阀门通常包括比例先导模块、主阀芯、减压阀和控制器等部分组成，其中比例先导模块的性能对整个阀门的工作效率具有决定性影响。
2、目前在主阀芯运动控制方面，普遍采用双电磁阀差动控制先导油压的方法，该方法虽然可以平稳控制主阀芯的位移，但此种比例先导控制模块需要较大的驱动电流大，功能单一，且功耗也相对较大。另外，目前的比例先导模块的主阀芯的量程相对较小，且采用的霍尔传感器进行位移测量易受温度变化的影响，导致位移测量不准确，控制精度低，无法适应液压系统长期工况使用需求。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有比例先导控制模块存在的阀芯量程小、霍尔位移测量不准确、功能单一、控制精度低以及功耗大的问题，提出如下技术方案：
2、第一个方面，本专利技术提出一种电液比例先导控制装置，包括：控制器、比例电磁阀、位移传感器和温度传感器；
3、所述控制器根据位移传感器的温度数据对外接主阀芯的两路位移测量值进行温度补偿修正处理，得到主阀芯的位移实际值，并根据外部输入的预期控制量和所述位移实际值，按照设定的控制策略调节比例电磁阀出口的先导油压，实现预期控制量的调节；
4、所述位移传感器用于采集主阀芯的两路位移测量值并反馈给控制器；
5、所述温度传感器用于采集位移传感器的温度数据并反馈给控制器。
6、作为优选的技
7、作为优选的技术方案，所述控制器根据温度传感器反馈的温度数据，分别对第一霍尔板输出的第一位移测量值和第二霍尔板输出的第二位移测量值进行温度补偿修正处理，并将经过温度补偿修正处理后的第一位移测量值和第二位移测量值进行融合处理，得到主阀芯的位移实际值。
8、作为优选的技术方案，控制器根据温度传感器反馈的温度数据，分别对第一霍尔板输出的第一位移测量值和第二霍尔板输出的第二位移测量值进行温度补偿修正处理，其表达式如下所示：
9、
10、
11、δy1＝g(δt1，u1)
12、δy2＝g(δt2，u2)
13、δt1＝tm1-t01
14、δt2＝tm2-t02
15、其中，和分别为经过温度补偿修正处理后的第一位移测量值和第二位移测量值，y1和y2分别为第一霍尔板输出的第一位移测量值和第二霍尔板输出的第二位移测量值，δy1和δy2分别为第一霍尔板和第二霍尔板测量的位移偏差；g(·)为函数符号，δt1和δt2分别为第一霍尔板和第二霍尔板的温度偏差，tm1和tm2分别为第一霍尔板和第二霍尔板的当前温度测量值，t01和t02分别为第一霍尔板和第二霍尔板的标准参考温度，u1和u2分别为第一霍尔板和第二霍尔板的电压输出值。
16、作为优选的技术方案，将经过温度补偿修正处理后的第一位移测量值和第二位移测量值进行融合处理，得到主阀芯的位移值，其计算表达式如下所示：
17、
18、其中，yd为主阀芯的位移实际值，δuc为预设的电压阈值参数。
19、作为优选的技术方案，所述外部输入的的预期控制量包括模拟量ai输入或can总线传输的预期控制量。
20、作为优选的技术方案，can总线传输的预期控制量包括开度值v、方向sw和控制模式mode三种数据；
21、所述控制模式mode包括伺服模式和比例模式。
22、作为优选的技术方案，当控制模式mode为伺服模式时，比例电磁阀根据计算的预期控制量yref,按照设定的控制策略调节比例电磁阀出口的先导油压，实现预设变量的控制，包括：
23、当yref＞0，根据下式，调节左侧比例电磁阀的电流值实现左侧先导油路的油压调节：
24、ic1＝idither+idl+k1*e+k2∫edt+k3*de/dt
25、当yref≤0，根据下式，调节右侧比例电磁阀的电流值实现右侧先导油路的油压调节：
26、ic2＝idither+idr+k5*e+k6∫edt+k7*de/dt
27、其中，idither为注入的颤振电流，idl为左侧电磁阀开启的死区电流值，idr为右侧电磁阀开启的死区电流值，k1、k2和k3分别为左侧电磁阀开启时控制器的比例参数、积分参数和微分参数，k5、k6和k7分别为右侧电磁阀开启时控制器的比例参数、积分参数和微分参数，e＝yref-yd为主阀芯的位移期望值和位移实际值的误差。
28、预期控制量yref的计算表达式如下所示：
29、
30、其中，sw＝1表示主阀芯方向1，sw＝0表示主阀芯方向2；mode＝1表示伺服模式，mode＝0表示比例模式，ymax＞0表示主阀芯最大位移值，ymin＜0表示主阀芯最小位移值，开度值v的取值在0-100％之间。
31、作为优选的技术方案，当控制模式mode为比例模式时，计算的比例电磁阀的主电路占空比控制其驱动电路的通断实现比例电磁阀电流的调节，其计算表达式如下所示：
32、d1＝(k8(iref-i)+k9∫(iref-i)dt)*r/u
33、
34、其中，dmin和dmax分别为设置的最小占空比和最大占空比值，d1为根据预设电流iref计算出的占空比，r为比例电磁阀的电阻值，u表示母线电压值，k8和k9分别为电流环比例系数和积分系数，i为比例电磁阀实际采集的电流；
35、预设电流iref的计算表达式如下所示：
36、
37、其中，imax表示主阀芯处于最大位移值ymax时的电流值，imin表示主阀芯处于最小位移值ymin时的电流值。
38、第二个方面，本专利技术还提出一种电液比例先导控制方法，应用于如上述任一方案所述的电液比例先导控制装置中，包括：
39、获取主阀芯的两路位移测量值，以及位移传感器的温度数据；
40、根据所述温度数据对主阀芯的两路位移测量值进行温度补偿修正处理，得到主阀芯的位移实际值；
41、根据预设的预期控制量和所述位移实际值，按照设定的控制策略调节比例电磁阀出口的先导油压，实现预期控制量的调节。
42、本专利技术的有益效果至少包括：
43、本专利技术通过引入位移传感器和温度传感器实时采集主阀芯的位移数据和位移传感器的温度数据，控制器根据这些实时数据，对外接主阀芯的两路位移测量值进行温度补偿修正处理，从而得到主阀芯的位移实际值，然后按照设定的控制策略调节比例电磁阀出口的先导油压，实现预期控制量的调节，能够有效克服由温度变化引起的控制误差，可以更精确地获取主阀芯的实际位移情况，装置的稳定性和响应速度得以优化，扩展了液压主阀芯的量程范本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电液比例先导控制装置，其特征在于，包括：控制器、比例电磁阀、位移传感器和温度传感器；
2.根据权利要求1所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，所述位移传感器包括相互独立的第一霍尔板和第二霍尔板，所述第一霍尔板和所述第二霍尔板分别测量主阀芯的两路位移。
3.根据权利要求2所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，所述控制器根据温度传感器反馈的温度数据，分别对第一霍尔板输出的第一位移测量值和第二霍尔板输出的第二位移测量值进行温度补偿修正处理，并将经过温度补偿修正处理后的第一位移测量值和第二位移测量值进行融合处理，得到主阀芯的位移实际值。
4.根据权利要求3所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，控制器根据温度传感器反馈的温度数据，分别对第一霍尔板输出的第一位移测量值和第二霍尔板输出的第二位移测量值进行温度补偿修正处理，其表达式如下所示：
5.根据权利要求4所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，将经过温度补偿修正处理后的第一位移测量值和第二位移测量值进行融合处理，得到主阀芯的位移值，其计算表达式如下所示：
6.根据权
7.根据权利要求6所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，CAN总线传输的预期控制量包括开度值v、方向sw和控制模式mode三种数据；
8.根据权利要求7所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，当控制模式mode为伺服模式时，比例电磁阀根据计算的预期控制量yref，按照设定的控制策略调节比例电磁阀出口的先导油压，实现预设变量的控制，包括：
9.根据权利要求8所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，当控制模式mode为比例模式时，计算的比例电磁阀的主电路占空比控制其驱动电路的通断实现比例电磁阀电流的调节，其计算表达式如下所示：
10.一种电液比例先导控制方法，应用于如权利要求1～9所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电液比例先导控制装置，其特征在于，包括：控制器、比例电磁阀、位移传感器和温度传感器；
2.根据权利要求1所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，所述位移传感器包括相互独立的第一霍尔板和第二霍尔板，所述第一霍尔板和所述第二霍尔板分别测量主阀芯的两路位移。
3.根据权利要求2所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，所述控制器根据温度传感器反馈的温度数据，分别对第一霍尔板输出的第一位移测量值和第二霍尔板输出的第二位移测量值进行温度补偿修正处理，并将经过温度补偿修正处理后的第一位移测量值和第二位移测量值进行融合处理，得到主阀芯的位移实际值。
4.根据权利要求3所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，控制器根据温度传感器反馈的温度数据，分别对第一霍尔板输出的第一位移测量值和第二霍尔板输出的第二位移测量值进行温度补偿修正处理，其表达式如下所示：
5.根据权利要求4所述的电液比例先导控制装置，其特征在于，将经过温度补偿修正处理后的第一位移测量值和...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕治国，朱逸武，周晓玉，侯敏，刘正雷，
申请(专利权)人：株洲嘉成科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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