[发明专利]并联阵列式数字阀系统及其多模式调速换向控制方法

说明书

本发明提出一种并联阵列式数字阀系统及其多模式调速换向控制方法，该数字液压控制阀包括控制油源组件、输出转接组件、回流转接组件、通断切换组件及通断控制组件；该数字液压控制阀由普通的开关阀组成串联式数字流量控制单元，相对于高速开关阀以及传统的伺服阀结构简单，且可靠性高，抗污染能力强；该数字液压控制阀通过DPWM控制串联式数字流量控制单元，改善开关阀死区及非线性区，并且提高系统的输出频率，同时提高系统的动、静特性；该数字液压控制阀通过控制器对各开关阀进行不同开关控制的组合方式，实现多种控制模式，控制自由度高，灵活性强，容错率高。

技术领域

本发明涉及液压控制设备，尤其涉及一种并联阵列式数字阀系统及其多模式调速换向控制方法。

背景技术

高速开关阀作为代替传统伺服比例阀的一种新型电液数字阀，它通过调节电磁阀的开关时间来改变通过阀的平均流量。高速开关阀具有切换频率高，抗污染能力强等优点，由于采用脉冲信号进行调节，所以可实现计算机控制技术和液压传动控制技术的结合。然而，开关阀本身受开关时间延时影响，其流量特性存在死区、饱和区以及非线性区，使得开关阀流量控制分辨率小，只能在一定区域内线性调节输出流量。而且高频PWM信号控制开关阀开闭时，会产生较大的压力冲击与流量振荡，严重影响其动态特性，另一方面，长时间高频率的开关切换会影响开关阀本身寿命。所以现阶段所研制的高速开关阀通常只适用于低压、小流量、短时间的工作环境，或者作为先导阀，控制主阀芯在高压、大流量的工作环境下工作。这样一来，不但加深了设备研究的复杂程度，还提高了整台设备的制造成本。

目前基于高速开关阀的阀控执行器系统多为单腔控制(单阀直控型)，即控制单腔的流量及压力来控制执行器运动，该结构适用于单向负载如重物举升系统或与换向阀配合使用，多用于对速度、位置控制性能要求不高的场合；而两腔控制(双阀节流型)，其原理为两个开关阀分别控制执行器左右两腔的压力，通过对2个开关阀开关频率进行控制，实现类似三位四通阀的流量和方向的控制，该系统适用于同时存在主、被动双向负载的电液控制系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种并联阵列式数字阀系统及其多模式调速换向控制方法，改善开关阀本身的静态特性，延长开关阀自身寿命，实现系统负载的双向控制。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种并联阵列式数字阀系统，包括：

控制油源组件，该控制油源组件与液压油供应设备连通，由液压油供应设备向控制油源组件供应液压油，由控制油源组件向外输出液压控制油；

输出转接组件，该输出转接组件与控制油源组件及执行机构连通，控制油源组件输出的液压控制油经输出转接组件进入执行机构，对执行机构的动作过程进行控制；

回流转接组件，该回流转接组件与油箱连通，液压控制油可经回流转接组件进入油箱；

通断切换组件，该通断切换组件与输出转接组件及回流转接组件连通，由通断切换组件对输出转接组件与回流转接组件之间的通断状态进行切换，输出转接组件中的液压控制油可经回流转接组件进入油箱，对进入执行机构的液压控制油进行流量控制；

通断控制组件，该通断控制组件与通断切换组件电连接，由通断控制组件对通断切换组件的运行状态进行控制。

具体地，控制油源组件包括：

稳压油源，由稳压油源向外输出压力稳定的液压控制油；

油源控制阀，该油源控制阀设有一对，各油源控制阀分别位于稳压油源的出口两侧，并与稳压油源连通，由油源控制阀对稳压油源的输出状态进行控制。

输出转接组件包括：

第一输出管路，该第一输出管路一端通过油源控制阀与稳压油源连通，另一端与执行机构的无杆腔连通，稳压油源可通过第一输出管路向执行机构的无杆腔输入液压控制油；