一种大流量直动压电减压阀控制方法
【专利摘要】本发明属于传动装置换挡油压减压装置控制【技术领域】，为能够实现直动压电减压装置的高精度闭环压力控制，保证液压系统的准确减压和快速稳压功能，本发明提供一种大流量直动压电减压阀控制方法，基于内嵌式位移传感原理，通过压电驱动减压装置阀芯位移闭环控制方法，有效减少减压装置阀芯的振动，从而提高减压装置的减压速度和稳压精度；本发明的大流量直动压电减压阀控制方法控制精度高、响应速度快、简单实用，能有力保证减压装置满足传动换挡操纵液压系统的需求。
【专利说明】—种大流量直动压电减压阀控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于传动装置换挡油压减压装置控制【技术领域】，具体涉及一种大流量直动压电减压阀控制方法，该控制方法能够实现直动压电减压装置的高精度闭环压力控制，保证液压系统的准确减压和快速稳压功能。
【背景技术】
[0002]传动换挡操纵液压系统中减压装置后压力稳定性与减压快慢速度，对换挡操纵精度和缓冲精度均有着重大影响，目前采用的减压装置为传统的液控减压装置，控制困难、响应较慢而且容易磨损和卡死，不易修正，从而容易导致系统失效。而针对新型压电驱动直动减压装置，可以利用其快速响应和比例特性，采用先进控制方法实现高精度压力控制。通过本发明的大流量直动压电减压阀控制方法可以实现减压阀阀芯位移的高精度控制，从而完成减压装置的快速稳压和准确减压功能。在专利网上未检索到该类大流量压电减压装置控制方法相关专利。
【发明内容】
[0003](一)要解决的技术问题
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种大流量直动压电减压阀控制方法，通过先进控制方法，通过控制压电驱动直动减压装置阀芯的位移量，完成大流量直动压电减压装置减压功能，实现传动换挡控制油压的高精度减压和稳压。
[0005](二)技术方案
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种大流量直动压电减压阀控制方法，其特征在于:该控制方法主要包括压电驱动减压阀和压电减压装置PID控制器，其中压电驱动减压阀主要由压电堆执行器、压电减压阀阀芯和内嵌式位移传感器组成；具体包括如下步骤:
[0007]步骤一，当压电减压装置PID控制器通电后，系统开始自检及程序初始化，用户输入进出油口目标压力偏差值Λ P。；
[0008]步骤二，预置压电堆执行器驱动参数初始值，实现压电减压装置的初始工作状态，根据压电堆执行器驱动参数初始值，对压电堆执行器输出驱动信号；
[0009]步骤三，采集压电减压装置PID控制器根据内嵌式位移传感器实时测试压电减压阀阀芯的位移变化量X ;
[0010]步骤四，将所述位移变化量X传输至压电减压装置PID控制器的信号调理模块中进行模数转换后传输至微控制器中，进行位移变化量X向减压装置进出油口压力偏差值的
转换，根据公式= 计算当前进出油口压力偏差值APi，其中C = W P，
-X) dtA ]/ P
Cd为流量系数，A为阀芯圆柱面积，d为阀口直径，P为液体密度；
[0011]步骤五，计算压力控制偏差值APtj-APi获取当前控制参数，根据压力偏差值AP0-APi判断当前控制结果是否满足精度要求，如果满足则结束控制；如果不满足，重新调整控制参数，重复步骤一至步骤四，继续开展PID控制，计算新的进出油口压力偏差值
八？1，根据公式
【权利要求】
1.一种大流量直动压电减压阀控制方法，其特征在于:该控制方法主要包括压电驱动减压阀(I)和压电减压装置PID控制器(5 )，其中压电驱动减压阀(I)主要由压电堆执行器(2)、压电减压阀阀芯(3)和内嵌式位移传感器(4)组成；具体包括如下步骤: 步骤一，当压电减压装置PID控制器(5)通电后，系统开始自检及程序初始化，用户输入进出油口目标压力偏差值Λ P。； 步骤二，预置压电堆执行器(2)驱动参数初始值，实现压电减压装置的初始工作状态，根据压电堆执行器(2)驱动参数初始值，对压电堆执行器(2)输出驱动信号； 步骤三，采集压电减压装置PID控制器(5)根据内嵌式位移传感器(4)实时测试压电减压阀阀芯(3 )的位移变化量X ； 步骤四，将所述位移变化量X传输至压电减压装置PID控制器(5)的信号调理模块(23)中进行模数转换后传输至微控制器中，进行位移变化量X向减压装置进出油口压力偏差值的转换，根据公
2.根据权利要求1所述的大流量直动压电减压阀控制方法，其特征在于:使所述控制偏差值Λ P0- Δ Pi保持在允许的偏差范围内，保证实现高精度稳压和快速减压功能。
3.根据权利要求1所述的大流量直动压电减压阀控制方法，其特征在于:所述压电驱动减压阀(I)主要由压电执行机构(6)、液压放大机构(7)和减压阀体3个部件组成；所述减压阀体分为上减压阀体(8)和下减压阀体(11)两部分，上减压阀体(8)内部装有压电执行机构(6)和液压放大机构(7)，上减压阀体(8)和下减压阀体(11)通过连接螺栓(12)并配以弹簧垫片(13)和平垫(14)进行连接，上减压阀体(8)和下减压阀体(11)之间采用纸垫(9)进行密封，下减压阀体(11)的下部通过减压阀盖板进行密封。下减压阀体(11)内部具有一个内嵌式位移传感器(4)，实现阀芯位移实时测试及信号传输。
4.根据权利要求1所述的大流量直动压电减压阀控制方法，其特征在于:所述压电减压装置PID控制器(5)主要包括微处理器(22)、信号调理模块(23)、扩展存储模块(24)、电源处理模块(25)和压电执行器驱动模块(26)组成；其中微处理器(22)用于压力PID控制算法的计算及压电堆执行器(2)驱动参数计算；同时接收信号调理模块(23)的位移传感器信号；电源处理模块(25)实现24V供电电压向微处理器(22)5V供电电压和位移传感器(4)12V供电电压的转换；压电执行器驱动模块(26 )用于驱动压电堆执行器(2 )。
5.根据权利要求1所述的大流量直动压电减压阀控制方法，其特征在于:所述内嵌式位移传感器(4)主要由传感器上体(15)、传感器下体(16)、线缆(17)和密封套(18)组成，当传感器上体(15)和传感器下体(16)之间的距离发生变化时，会在传感器下体(16)上感应产生变化的磁场，从而产生相应电气信号，线缆(17)用于为传感器下体(16)供电和将信号传输至压电减压装置PID控制器(5)中；所述密封套(18)安装在下减压阀体(11)的盖板孔中，并与盖板孔采用紧配合，保证密封效果，同时在装配时将密封套(18)两端涂抹密封胶，辅助密封。
6.根据权利要求5所述的大流量直动压电减压阀控制方法，其特征在于:所述传感器上体(15)为永磁材料；传感器下体(16)为软 磁材料；所述密封套(18)为高温耐油橡胶材料。
【文档编号】F16K31/00GK103775711SQ201410050262
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2014年2月13日
【发明者】熊庆辉, 顾宏弢, 吕庆军, 潘嘉明, 毛福合, 杨波, 于定跃 申请人:中国北方车辆研究所