[发明专利]一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统及控制方法，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，本发明的响应性很高，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。

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，特别是一种基于双向进压调节的液压缸位置控制系统及控制方法。

背景技术

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。

发明内容

为解决上述问题，本发明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及控制方法，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。

本发明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。