一种变转速液压动力源的复合补偿控制系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105422550A(43)申请公布日2016.03.23(21)申请号201510908739.7(22)申请日2015.12.09(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市碑林区雁塔路13号(72)发明人马玉(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿(51)Int.Cl.F15B21/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种变转速液压动力源的复合补偿控制系统及方法(57)摘要本发明公开了一种变转速液压动力源的复合补偿控制系统及方法，包括预设流量输入端、减法器、PID控制器、加法器、伺服驱动器、电机、齿轮泵、马达、以及用于检测齿轮泵出油口流量信息的流量传感器。本发明能够有效解决控制过程中出现的滞后、不及时及响应速度较慢问题。CN105422550ACN105422550A权利要求书1/1页1.一种变转速液压动力源的复合补偿控制系统，其特征在于，包括预设流量输入端、减法器(1)、PID控制器(2)、加法器(3)、伺服驱动器(4)、电机(5)、齿轮泵(6)、马达(7)、输入前馈控制器(9)、以及用于检测齿轮泵(6)出油口流量信息的流量传感器(8)；所述伺服驱动器(4)的输出端与电机(5)的控制端相连接，电机(5)的输出轴与齿轮泵(6)的驱动轴相连接，油箱的出油口与齿轮泵(6)的入油口相连通，齿轮泵(6)的出油口与马达(7)的入油口相连通，马达(7)的出油口与油箱的入油口相连通，预设流量输入端及流量传感器(8)的输出端与减法器(1)的输入端相连接，减法器(1)的输出端与PID控制器(2)的输入端相连接，预设流量输入端与输入前馈控制器(9)的输入端相连接，输入前馈控制器(9)的输出端及PID控制器(2)的输出端与加法器(3)的输入端相连接，加法器(3)的输出端与伺服驱动器(4)的输入端相连接。2.根据权利要求1所述的变转速液压动力源的复合补偿控制系统，其特征在于，所述电机(5)为永磁电机。3.一种变转速液压动力源的复合补偿控制方法，基于权利要求1所述的变转速液压动力源流量控制系统，其特征在于，包括以下步骤：1)流量传感器(8)实时采集齿轮泵(6)出油口处的流量信息Qp，并将齿轮泵(6)出油口处的流量信息Qp转发至减法器(1)中，减法器(1)通过预设流量输入端输出的预设目标流量值Qr减去当前齿轮泵(6)出油口处的流量值Qp，得系统流量偏差，并将所述系统流量偏差转发至PID控制器(2)中，PID控制器(2)根据所述系统流量偏差进行PID运算并产生PID控制量，并将所述的PID控制量转发至加法器(3)中，输入前馈控制器(9)根据所述预设目标流量值Qr生成控制量，并将所述控制量输入至加法器(3)中，加法器(3)将控制量与所述PID控制量进行加法运算，并将加法运算的结果转发至伺服驱动器(4)中；2)伺服驱动器(4)根据步骤1)得到的相加运算的结果控制电机(5)工作，电机(5)的输出轴带动齿轮泵(6)工作，齿轮泵(6)输出液压油驱动马达(7)工作。2CN105422550A说明书1/3页一种变转速液压动力源的复合补偿控制系统及方法技术领域[0001]本发明属于液压动力系统控制技术领域，涉及一种变转速液压动力源的复合补偿控制系统及方法。背景技术[0002]液压传动与控制的核心问题是对执行机构速度的控制，执行机构速度控制的本质则是对动力源流量的控制。将永磁同步电动机节能、调速性能好与齿轮油泵不能调速但可靠性好的技术特点相结合，提出了一种节能型变转速液压动力源，也就是通过永磁同步电机变频调速驱动齿轮泵，达到调节泵的输出流量。这种形式具有结构简单、可靠性高、调速范围宽、节能低噪、容易实现闭环控制等优点，因此在液压电梯、注塑机、盾构系统及大功率、大惯性工况下呈现广阔的应用前景。[0003]目前大部分变转速液压动力系统均采用基于速度大闭环的反馈补偿控制，但由于液压动力系统环节多、具有非线性，各种传感器检测元件都有一定的滞后性，所以速度大闭环反馈控制最大的问题是控制时出现滞后、不及时及响应速度较慢的问题，但现有技术不能很好的解决上述问题。发明内容[0004]本发明的目的在于克服上述现有控制方法的缺点，提供了一种变转速液压动力源的复合补偿控制系统及方法，该系统及方法能够有效解决控制过程中出现的滞后、不及时及响应速度较慢问题。[0005]为达到上述目的，本发明所述的变转速液压动力源的复合补偿控制系统包括预设流量输入端、减法器、PID控制器、加法器、伺服驱动器、电机、齿轮泵、马达、输入前馈控制器、以及用于检测齿轮泵出油口流量信息的流量传感器；[0006]所述伺服驱动器的输出端与电机的控制端相连接，电机的输出轴与