[发明专利]一种液压作动筒位置伺服控制系统和方法

权利要求书

1.一种液压作动筒位置伺服控制系统，其特征在于，包括控制器(1)、电磁阀一(2)、电磁阀二(3)、电磁阀三(4)、电磁阀四(5)、作动筒(12)、油源(13)和油箱(14)，控制器(1)连接并控制电磁阀一(2)、电磁阀二(3)、电磁阀三(4)、电磁阀四(5)的通断，油源(13)一路通过串联的电磁阀一(2)和电磁阀四(5)连接油箱(14)，油源(13)另一路通过串联的电磁阀二(3)和电磁阀三(4)连接油箱(14)；电磁阀一(2)和电磁阀四(5)的连接处接通作动筒(12)的左端，电磁阀二(3)和电磁阀三(4)的连接处接通作动筒(12)的右端；油源(13)的压力大于油箱(14)的压力。

2.根据权利要求1所述的一种液压作动筒位置伺服控制系统，其特征在于，还包括单向阀一(6)、单向阀二(7)、单向阀三(8)、单向阀四(9)，其中，单向阀一(6)与电磁阀一(2)并联，单向阀二(7)与电磁阀二(3)并联，单向阀三(8)与电磁阀三(4)并联，单向阀四(9)与电磁阀四(5)并联；单向阀一(6)、单向阀二(7)、单向阀三(8)和单向阀四(9)均是油箱(14)向油源(13)方向导通的单向阀。

3.根据权利要求1所述的一种液压作动筒位置伺服控制系统，其特征在于，还包括直线速度传感器(10)和直线位移传感器(11)，直线速度传感器(10)和直线位移传感器(11)安装在作动筒(12)的位移输出端上，直线速度传感器(10)和直线位移传感器(11)的信号传输给控制器(1)。

4.根据权利要求1所述的一种液压作动筒位置伺服控制系统，其特征在于，电磁阀一(2)和电磁阀三(4)采用同一路控制信号，同时开启和关闭；电磁阀二(3)和电磁阀四(5)采用同一路控制信号，同时开启和关闭。

5.一种液压作动筒位置伺服控制方法，用于控制如权利要求1-4所述的任意一种液压作动筒位置伺服控制系统，包括以下步骤：

步骤一，以液压作动筒目标位置与真实位置间的差值输入位置PI(比例积分)控制器进行计算，输出计算结果；

步骤二，位置PI控制器计算结果与真实直线速度间的差值输入速度PI控制器进行计算，输出计算结果；

步骤三，根据位置PI控制器计算结果确定四个电磁阀的控制状态，控制状态按照以下逻辑处理获得：

位置PI控制器计算结果为正时，电磁阀二和电磁阀四保持关闭状态，只对电磁阀一和电磁阀三的开关状态进行控制；

位置PI控制器计算结果不为正时，电磁阀一和电磁阀三保持关闭状态，只对电磁阀二和电磁阀四的开关状态进行控制；

步骤四，速度PI控制器计算结果的绝对值作为占空比信号，借助控制器生成PWM功率信号，调整控制周期中电磁阀组开/关的时间占比，驱动电磁阀组完成开关控制；

步骤五，实时采集液压作动筒直线位置信号和直线速度信号，重复步骤一至四，形成液压作动筒速度、位置双封闭循环控制，通过调节四个电磁阀的开关状态及开关时间，直至液压作动输出位置逼近目标位置。

6.一种液压作动筒位置伺服控制系统，其特征在于，控制器(1)、两位四通电磁阀一(15)、两位四通电磁阀二(16)、作动筒(12)、油源(13)和油箱(14)，控制器(1)连接并控制两位四通电磁阀一(15)和两位四通电磁阀二(16)的开合；两位四通电磁阀一(15)共有两个入口和两个出口，其左侧入口连接油源，其右侧入口连接作动筒右腔，其左侧出口连接作动筒左腔，其右侧出口连接油箱；两位四通电磁阀二(16)共有两个入口和两个出口，其左侧入口连接作动筒左腔，其右侧入口连接作动筒油源，其左侧出口连接油箱，其右侧出口连接作动筒由腔；油源(13)的压力大于油箱(14)的压力。

7.根据权利要求6所述的一种液压作动筒位置伺服控制系统，其特征在于，还包括单向阀一(6)、单向阀二(7)、单向阀三(8)、单向阀四(9)，其中，单向阀一(6)和单向阀四(9)串行连接，输入端连接油源(13)，输出端连接油箱(14)，中间引出端连接液压作动筒(12)左腔；单向阀二(7)和单向阀三(8)串行连接，输入端连接油源(13)，输出端连接油箱(14)，中间引出端连接液压作动筒右腔(12)。