[发明专利]一种基于位移流量双闭环的多模式流量调节系统及方法

权利要求书

1.一种基于位移流量双闭环的多模式流量调节系统，其特征在于包括：基于流量传感器的流量外环控制回路、基于位移传感器的位移内环控制回路和压电比例阀P；

基于流量传感器的流量外环控制回路通过内部的模式选择器选择流量开环或闭环，通过内部控制器实现流量闭环控制，最后通过内部模型完成流量控制量到位移设定量的转换；

基于位移传感器的位移内环控制回路通过内部的模式选择器选择位移开环或闭环，通过内部控制器实现位移闭环控制，最后通过内部模型完成位移控制量到压电比例阀P驱动量的转换，驱动压电比例阀P工作，从而控制流量输出；

基于流量传感器的流量外环控制回路，包括模式选择器K1、模式选择器K2，控制器A1、模型M1、模型M2、负反馈减法器F1，以及流量传感器S1；所述模型M1和M2为流量-位移模型；所述模式选择器K1、K2均包括公共端1和切换端2、3；其中，模式选择器K1和K2用于选择流量开环或闭环，控制器A1实现流量闭环控制，模型M1和M2则用于实现流量控制量到位移设定量的转换，流量传感器S1用于反馈压电比例阀P的输出流量；

外部的流量设定端连接至模式选择器K1的1号端，模式选择器K1的2号端与模型M1输入端相连，模式选择器K1的3号端连接至负反馈减法器F1的正输入端，负反馈减法器F1的负输入端与流量传感器S1输出端相连，负反馈减法器F1的输出端连接至控制器A1的输入端，控制器A1的输出连接至模式选择器K2的3号端，模式选择器K2的2号端与模型M1输入端相连，模式选择器K2的1号端连接至模型M2的输入端；模型M2的输出端作为基于流量传感器的流量外环控制回路的输出连接至基于位移传感器的位移内环控制回路；

流量外环控制回路在闭环模式下时，模式选择器K1的1号端与2号端相连，模式选择器K2的1号端与2号端相连，此时，流量设定值与流量传感器S1通过负反馈减法器F1作差后得到误差1，即控制器A1的输入，控制器A1的输出通过模型M2线性映射到位移设定值，输出到位移内环控制回路；

流量外环控制回路在开环模式下时，模式选择器K1的1号端与2号端相连，模式选择器K2的1号端与2号端相连，此时，流量设定值通过模型M1和M2组成线性转换公式将流量设定值转换为位移设定值，输出到位移内环控制回路。

2.根据权利要求1所述的一种基于位移流量双闭环的多模式流量调节系统，其特征在于：基于位移传感器的位移内环控制回路，包括模式选择器K3、模式选择器K4、控制器A2、模型M3、模型M4、负反馈减法器F2，以及位移传感器S2；其中，模式选择器K3和K4用于选择位移开环或闭环，控制器A2实现位移闭环控制，模型M3和M4则用于实现位移控制量到压电比例阀P驱动量的转换，位移传感器S2用于反馈压电比例阀P的输出流量；所述模型M3和M4为位移-电压模型；所述模式选择器K3、K4均包括公共端1和切换端2、3；

模型M2的输出端连接至模式选择器K3的1号端，模式选择器K3的2号端与模型M3输出端相连，模式选择器K3的3号端连接至负反馈减法器F2的正输入端，负反馈减法器F2的负输入端与流量传感器S2输出端相连，负反馈减法器F2的输出端连接至控制器A2的输入端，控制器A2的输出端连接至模式选择器K4的3号端，模式选择器K4的2号端与模型M3输出端相连，模式选择器K4的1号端连接至模型M4输入端，模型M4输出连接至压电比例阀P的输入端，压电比例阀P的位移输出端连接至位移传感器S2的输入端，压电比例阀P的流量输出端连接至流量传感器S1的输入端；

位移内环控制回路在闭环模式下时，模式选择器K3的1号端与3号端相连，模式选择器K4的1号端与3号端相连，此时，位移设定值与位移传感器S2通过负反馈减法器F2作差后得到误差2，控制器A2的输出通过模型M4线性映射到驱动电压，用于驱动压电比例阀P工作，调节压电比例阀P开度，从而控制流量输出；

位移内环控制回路在开环模式下时，模式选择器K3的1号端与2号端相连，模式选择器K4的1号端与2号端相连，此时，位移设定值通过模型M3和M4组成的线性转换公式将位移设定值转换为驱动电压，用于驱动压电比例阀P工作，调节压电比例阀P开度，从而控制流量输出。