專利名稱：一種消除電液伺服閥空載流量特性死區(qū)的軟配磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電液伺服閥空載流量特性死區(qū)顫振補(bǔ)償技術(shù)，尤其是一種消除電液伺服閥空載流量特性死區(qū)顫振補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
電液伺服閥的空載流量特性因閥口為負(fù)開口(見圖I)而產(chǎn)生死區(qū)非線性，見圖2。死區(qū)的存在會(huì)影響到電液控制系統(tǒng)的位置定位精度，使系統(tǒng)的輸出產(chǎn)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為消除電液伺服閥的死區(qū)，伺服閥加工多采用流量配磨的方法，通過流量配磨盡可能使閥成為零開口閥(正開口閥零位泄漏大)。配磨的加工方式使得生產(chǎn)效率和成品率非常低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有機(jī)械加工配磨方法的生產(chǎn)效率低、成品率非常低的不足，本發(fā)明提供一種有效保證消除死區(qū)的同時(shí)、不影響電液伺服閥的生產(chǎn)和成品率的消除電液伺服閥空載流量特性死區(qū)的軟配磨方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種消除電液伺服閥空載流量特性死區(qū)的軟配磨方法，其在電液控制閥輸入信號(hào)上疊加一個(gè)高頻顫振信號(hào)，閥芯在此高頻顫振信號(hào)產(chǎn)生顫振，通過調(diào)整高頻顫振信號(hào)的幅值和頻率產(chǎn)生顫振來減小或消除死區(qū)，所述高頻顫振信號(hào)的幅值等于或大于死區(qū)值。進(jìn)一步，在死區(qū)消除的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行空載流量線性規(guī)劃，過程為首先，在實(shí)際測(cè)得空載流量特性的基礎(chǔ)上，將空載流量和閥芯位移歸一化后建立空載流量和閥芯位移的關(guān)系表格；然后，將所需要的空載流量歸一化后查表，并經(jīng)線性插值得到所需要的歸一化后的閥芯位移輸入量；再將得到的歸一化的閥芯位移輸入量轉(zhuǎn)化為實(shí)際的所需要閥芯位移輸入量；由實(shí)際的閥芯位移輸入量得到所需要的流量，從而使空載流量特性線性化。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為為更有效簡(jiǎn)便的消除死區(qū)，提出了消除空載流量特性死區(qū)的“軟”配磨方法。由于該方法是通過數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，為與傳統(tǒng)機(jī)械加工配磨方法相區(qū)別，故稱為“軟”配磨。在電液控制閥輸入信號(hào)上疊加一個(gè)高頻顫振信號(hào)，如在輸入的三角信號(hào)(見圖4)上疊加一個(gè)高頻正弦信號(hào)，疊加后信號(hào)示意圖如圖5所示。閥芯在此高頻顫振信號(hào)產(chǎn)生顫振。通過調(diào)整高頻顫振信號(hào)的幅值和頻率產(chǎn)生顫振來減小或消除死區(qū)。一般高頻顫振信號(hào)的幅值應(yīng)等于或大于死區(qū)值。在疊加后顫振信號(hào)的作用下，電液控制閥的流量特性的示意圖如圖6、圖7和圖8。當(dāng)顫振幅值小于死區(qū)寬度時(shí)，只能部分消除死區(qū)(見圖6)。當(dāng)顫振幅值大于死區(qū)寬度時(shí)，可以完全消除死區(qū)(見圖7)。在死區(qū)消除的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行空載流量線性規(guī)劃，以提高空載流量特性的線性度，獲得線性流量增益(見圖8)，提高電液伺服閥靜態(tài)性能。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在采用顫振補(bǔ)償技術(shù)可以減小或消除電液控制閥的死區(qū)，提高空載流量特性的線性度，獲得線性流量增益，提高電液控制系統(tǒng)的控制精度和靜動(dòng)態(tài)性能。


圖I是負(fù)開口閥示意圖。圖2是負(fù)開口閥的空載流量特性示意圖。圖3是死區(qū)顫振補(bǔ)償原理圖，其中，Ca)為具有死區(qū)的空載流量特性；(b)為顫振補(bǔ)償后閥在一個(gè)顫振周期內(nèi)的流量輸出波形；(C)為疊加了正弦顫振信號(hào)的閥芯在一個(gè)顫振周期內(nèi)的位移波形。
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圖4是沒疊加顫振信號(hào)的三角輸入信號(hào)的示意圖。圖5是疊加了顫振信號(hào)的三角輸入信號(hào)的示意圖。圖6采用顫振補(bǔ)償后的三角信號(hào)作用下的空載流量特性(死區(qū)減少)的示意圖。圖7是采用顫振補(bǔ)償后的電液控制閥的空載流量特性(死區(qū)消除)的示意圖。圖8是采用顫振補(bǔ)償和線性規(guī)劃后的電液控制閥的空載流量特性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)DI 圖8，一種消除電液伺服閥空載流量特性死區(qū)的軟配磨方法，即沒有在輸入信號(hào)上疊加一高頻顫振信號(hào)(見圖4)，其流量輸出特性具有死區(qū)非線性，如圖2示意。當(dāng)具有死區(qū)的電液控制閥采用顫振補(bǔ)償技術(shù)(參見圖3)，既在輸入信號(hào)上疊加一高頻顫振信號(hào)(見圖5)，則通過高頻顫振補(bǔ)償其流量特性的死區(qū)會(huì)得到減小或消除，如圖6、7、示意。所疊加的高頻顫振信號(hào)的幅值一般應(yīng)等于或大于死區(qū)值。對(duì)顫振補(bǔ)償后的空載流量特性進(jìn)行線性規(guī)劃，通過線性規(guī)劃獲得線性流量增益(見圖8)。在死區(qū)顫振補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)上，本實(shí)施例解決空載流量特性線性流量增益所采用空載流量特性線性規(guī)劃的技術(shù)方案是首先，在實(shí)際測(cè)得空載流量特性的基礎(chǔ)上，將空載流量和閥芯位移歸一化后建立空載流量和閥芯位移的關(guān)系表格；然后，將所需要的空載流量歸一化后查表，并經(jīng)線性插值得到所需要的歸一化后的閥芯位移輸入量；再將得到的歸一化的閥芯位移輸入量轉(zhuǎn)化為實(shí)際的所需要閥芯位移輸入量；這樣，由實(shí)際的閥芯位移輸入量得到所需要的流量，從而使空載流量特性線性化?？蛰d流量和閥芯位移歸一化的目的是使所建立的表格和系統(tǒng)工作壓力無關(guān)，適用于不同的系統(tǒng)工作壓力。空載流量的線性規(guī)劃必須建立在顫振補(bǔ)償消除死區(qū)的基礎(chǔ)上，因?yàn)榇藭r(shí)空載流量和閥芯位移是單值函數(shù)，對(duì)應(yīng)某一流量只有唯一的閥芯位移與其對(duì)應(yīng)。否則，即使流量特性線性化了，但是閥芯位移死區(qū)仍然還是存在。
權(quán)利要求
1.一種消除電液伺服閥空載流量特性死區(qū)的軟配磨方法，其特征在于在電液控制閥輸入信號(hào)上疊加一個(gè)高頻顫振信號(hào)，閥芯在此高頻顫振信號(hào)產(chǎn)生顫振，通過調(diào)整高頻顫振信號(hào)的幅值和頻率產(chǎn)生顫振來減小或消除死區(qū)，所述高頻顫振信號(hào)的幅值等于或大于死區(qū)值。
2.如權(quán)利要求I所述的消除電液伺服閥空載流量特性死區(qū)的軟配磨方法，其特征在于在死區(qū)消除的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行空載流量線性規(guī)劃，過程為 首先，在實(shí)際測(cè)得空載流量特性的基礎(chǔ)上，將空載流量和閥芯位移歸一化后建立空載流量和閥芯位移的關(guān)系表格； 然后，將所需要的空載流量歸一化后查表，并經(jīng)線性插值得到所需要的歸一化后的閥芯位移輸入量； 再將得到的歸一化的閥芯位移輸入量轉(zhuǎn)化為實(shí)際的所需要閥芯位移輸入量；由實(shí)際的閥芯位移輸入量得到所需要的流量，從而使空載流量特性線性化。
全文摘要
一種消除電液伺服閥空載流量特性死區(qū)的軟配磨方法，其在電液控制閥輸入信號(hào)上疊加一個(gè)高頻顫振信號(hào)，閥芯在此高頻顫振信號(hào)產(chǎn)生顫振，通過調(diào)整高頻顫振信號(hào)的幅值和頻率產(chǎn)生顫振來減小或消除死區(qū)，所述高頻顫振信號(hào)的幅值等于或大于死區(qū)值。本發(fā)明提供一種有效保證消除死區(qū)的同時(shí)、不影響電液伺服閥的生產(chǎn)和成品率的消除電液伺服閥空載流量特性死區(qū)的軟配磨方法。
文檔編號(hào)F16K31/02GK102720876SQ201210154870
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者孟彬, 李勝, 阮健 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)