[发明专利]双闭环冗余控制阀口独立电液阀及其工作方法

说明书

本发明涉及一种双闭环冗余控制阀口独立电液阀及其工作方法，集成位移‑力反馈机械内闭环和电反馈外闭环两种控制方式。电反馈外闭环控制根据采集的压力、油液温度、主阀阀芯位移信号，实现温度补偿下的阀口流量闭环控制和执行机构背压闭环控制，提升阀口流量控制精度和压力控制精度；位移‑力反馈机械内闭环在电反馈外闭环失效模式下仍能保证系统功能在一定精度下正常运行，提高系统冗余度和可靠性；同时设置失效切换模块，通过位移‑力反馈机械内闭环平稳切换控制策略，实现电闭环失效向机械内闭环的平稳切换，提升系统稳定性；双闭环冗余控制可根据工况灵活开关，工况适应性强。

技术领域

本发明涉及液压技术领域，特别是涉及一种双闭环冗余控制阀口独立电液阀及其工作方法。

背景技术

传统的电比例换向阀采用比例电磁铁控制单阀芯实现执行机构动作，但是单阀芯控制的进、出油机械固连在一起，造成执行机构的进、回油节流面积无法根据工况进行独立灵活调节，系统能耗大，控制方式不灵活。阀口独立控制电液阀采用两位两通电比例阀结构，每个两位两通电比例阀用于执行机构一侧的进油或回油，多个两位两通电比例阀组合，用于执行机构两侧进油、回油的独立调节，系统控制灵活、高效节能。

目前，两位两通电液阀结构多采用开环控制或位移-力反馈控制结构，其中，开环控制的控制精度低，影响执行机构的精确控制；与开环控制相比，位移-力反馈控制结构控制精度有所提升，但受反馈弹簧刚度衰减等影响，控制精度不高，为保证流量控制精度，一般需配备前置补偿阀，导致系统压力损失大、能耗高。

专利号为201911294396.4的中国发明专利申请中公开了一种换向阀、液压系统及工程机械，其中的两位两通电比例阀采用的是位移-力反馈结构，其中的反馈弹簧是决定主阀芯位移控制的关键元件，但随着反馈弹簧刚度的衰减，主阀芯位移控制精度逐渐降低，从而导致系统流量控制精度降低。该单阀芯组成阀组控制执行元件动作时，无法满足流量精度控制，为了提升流量控制精度，需要在主阀芯前增加前置补偿阀，实现系统压力与负载压力之间压差近似常数，但是该压差的能量将以使油液发热的形式消耗在补偿阀上，造成系统能量损失。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种双闭环冗余控制阀口独立电液阀及其工作方法，提高系统冗余度、控制精度和可靠性，双闭环冗余控制可根据工况灵活选择，适应性更强。

第一方面，本发明提供一种双闭环冗余控制阀口独立电液阀。

双闭环冗余控制阀口独立电液阀，包括机械内闭环和电反馈外闭环，

所述机械内闭环包括用于控制油缸缩回的第一位移-力反馈单元及第三位移-力反馈单元、用于控制油缸伸出的第二位移-力反馈单元及第四位移-力反馈单元、数据采集单元，

所述第一位移-力反馈单元中包括第一主阀及用于控制所述第一主阀开关及开度大小的第一控件，所述第二位移-力反馈单元中包括第二主阀及用于控制所述第二主阀开关及开度大小的第二控件，所述第三位移-力反馈单元中包括第三主阀及用于控制所述第三主阀开关及开度大小的第三控件，所述第四位移-力反馈单元中包括第四主阀及用于控制所述第四主阀开关及开度发小的第四控件，

油缸缩回过程：油液从进油口P经所述第三主阀从工作油口B进入油缸小腔，油缸大腔油液从工作油口A经所述第一主阀回油箱T；

油缸伸出过程：油液从进油口P经所述第二主阀从工作油口A进入油缸大腔，油缸小腔油液从工作油口B经所述第四主阀回油箱T；

所述第一主阀包括第一阀芯，所述第二主阀包括第二阀芯，所述第三主阀包括第三阀芯，所述第四主阀包括第四阀芯，

所述数据采集单元包括位移采集单元和温压采集单元，所述位移采集单元用于采集所述第一阀芯的位移量数据、所述第二阀芯的位移量数据、所述第三阀芯的位移量数据及所述第四阀芯的位移量数据，所述温压采集单元用于采集进油口P的油温和压力、工作油口A的油温和压力及工作油口B的油温和压力，