一种超前预防液压冲击力的控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种超前预防液压冲击力的控制方法，包括以下步骤：根据液压系统的控制频率fmin和试验要求加荷速度vy及液压系统的工作性能，设定液压系统初始加荷时间系数k，计算出液压系统初始加荷时间tc、初始加荷的最大加速度amax；再根据液压试验要求加荷速度vy、最大加速度amax；液压系统在液压试验加荷过程中必须同时满足实际加荷速度v等于要求加荷速度vy、实际加荷的加速度a小于等于最大加速度amax,，且最大加速度amax可采用分段递增的方式加荷，即可预防液压冲击力的发生。本发明能防止混凝土试样(构件)由此产生的开裂、报废，还能避免对人员、环境造成二次伤害，从而提高整个系统的可靠性、效率。
【专利说明】一种超前预防液压冲击力的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机电控制领域中的对于液压系统的控制方法，特别是一种能够超前预防液压冲击力的控制方法。
【背景技术】
[0002]一个完整的液压系统由动力系统、数据处理系统、控制系统、执行系统、辅助系统和液压油6个部分组成。动力系统将原动机的机械能转换成液体的压力能；数据处理系统对输入指令信号、测量系统数据进行处理，指令控制系统的动作；控制系统在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向；执行系统将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动；辅助系统则主要指液压系统中的油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头等；液压油是液压系统中传递能量的工作介质。液压系统的最低频率fmin即控制频率，一般是由控制系统的电液伺服阀频率特性所决定，而液压系统中的检测频率、数据运算处理频率可以高于系统控制频率fmin。控制系统中的阀门按开度是否连续可分为只有两点(全开、全关)状态和有连续开度两类，其阀门开度的大小描述有相对值和绝对值两种方式，如全关状态的阀门开度用相对值、绝对值描述均为0，全开状态的阀门开度用相对值描述为100%、用绝对值描述为I或100或为大于100的其它正整数。
[0003]液压系统在突然启动、停机、变速或换向时，阀口突然关闭或动作突然停止，由于流动液体和运动部件惯性的作用，使系统内瞬时形成很高的峰值压力，这种现象就称之为液压冲击。发生液压冲击时系统内局部压力变化的峰值可达正常工作压力的几倍，不仅极易引起系统震动，而且有可能使密封破损、管道爆裂、焊缝开裂，造成系统漏油，还可能使压力计、流量计失灵，压力继电器和顺序阀误发信号，调压阀、流量阀损坏等，甚至有可能使混凝土试样(构件)的荷载直接达到极限荷载而致使试样(构件)报废。液压冲击既影响液压系统自身的可靠性，又可能致使混凝土试样(构件)开裂、报废，还可能对人员、环境造成二次伤害。
[0004]现有的防止液压冲击技术的局限是:大多是针对液压系统的动力系统、执行系统、控制系统、辅助系统和液压油进行物理改进，控制方法的改进仍存在不足，液压冲击的弊端未能根除。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的旨在提供一种超前预防液压冲击力的控制方法，根据液压试验要求加载载荷(以下简称为加荷)速度、实际测得液压系统加荷速度及加速度和新增的最大加速度进行控制，且最大加速度amax可采用分段递增的方式加荷，即可预防液压冲击力的发生。既提高液压系统自身的可靠性，又能防止混凝土试样(构件)由此产生的开裂、报废，还能避免对人员、环境造成二次伤害，从而提高整个系统的可靠性、效率。
[0006]为达到上述目的，本发明采取的技术方案是:一种超前预防液压冲击力的控制方法，包括下述步骤:
[0007](I)根据液压系统的控制频率fmin和试验要求加荷速度Vy及液压试验系统的工作性能，设定液压系统初始加荷时间系数k,计算出液压系统初始加荷时间t。,;其中，k为大于等于2的正整数；
[0008](2)根据步骤⑴所述试验要求加荷速度Vy、液压系统初始加荷时间t。，计算出初始加荷的最大加速度a_ ;其中，所述液压试验要求加荷速度vy、最大加速度a_，液压系统在液压试验加荷过程中同时满足实际加荷速度V等于试验要求加荷速度Vy、实际加荷的加速度a小于等于最大加速度a_ ；
[0009](3)对液压系统在初始加荷阶段的最大加速度amax采用分段递增方式加荷，所述分段数i是为2或3的正整数；液压系统在初始加荷阶段过程中亦应同时满足各阶段的实际加荷速度Vi等于该阶段的要求加荷速度Vy1、实际加荷加速度％小于等于该阶段的最大加速度amaxi。
[0010]本发明所述一种超前预防液压冲击力的控制方法主要是针对液压系统在突然变速或换向时瞬时形成的液压冲击力，其控制对象可以是载荷，也可以是应变、位移。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是充分运用现有的控制技术和性能，根据液压试验要求的加荷速度Vy、实际测得液压系统加荷速度V及加速度a和新增的最大加速度amax进行控制，且最大加速度amax可采用分段递增的方式加荷，即可防止液压冲击力的发生，既提高液压系统自身的可靠性，又能减少对混凝土试样(构件)造成二次伤害，从而提高整个系统的效率和品质。
【具体实施方式】
[0012]实施例一:
[0013]一种超前预防液压冲击力的控制方法的控制对象是荷载:
[0014]一台500吨的电液伺服压力试验机，系统控制频率fnin为150Hz，试验要求加荷速度Vy为18.0kN/s,最大阀门开度为30000，试验机启动后油缸运行至试件距离试验机上压板2mm处暂停并将荷载清零。一般液压试验在开始试验时，都将首先执行自动转换程序一为保证油缸的缓慢加荷，计算机控制初始加荷的阀门开度为1000，当其荷载为1000N时，计算机控制系统将自动转换为实际加荷速度V等于要求加荷速度vy，并同时满足实际加荷的加速度a小于等于最大加速度amax，且设定油缸的初速度Vtl = 0，液压系统初始加荷时间系数k为30000，液压系统最大加速度amax采用3段式二三五开递增控制。
[0015]根据以上所述液压试验的条件，因为控制频率周期Tmin为:
[0016]Tmin = l/fmin(s) (I)
[0017]液压系统初始加荷时间:
[0018]tc = kX Tmin = kX (l/fmin) = k/fmin = 30000/150 = 200 (s) (2)
[0019]假定液压系统的匀速加速，设初始第1、2、3段的时间分别为、、、、、，则:
[0020]tcl = tc X 5/10 = 200X5/10 = lOO(s) (3)
[0021]tc2 = tc X 3/10 = 200X3/10 = 60 (s) (4)
[0022]tc3 = tc X 2/10 = 200X2/10 = 40 (s) (5)
[0023]设初始第1、2、3段的末速度分别为Vl、V2、V3，且:
[0024]V3 = vy = 18.0kN/s (6)
[0025]V1 = 2Xv3/10 = 3.6 (kN/s) (7)
[0026]V2 = (2+3) Xv3/10 = 9.0 (kN/s) (8)
[0027]设初始第1、2、3段的最大加速度分别为amaxl、amax2、amax3，则有:
[0028]V1 = v0+amaxl X tcl (9)
[0029]V2 = V^amax2Xtc2 (10)
[0030]V3 = v2+amax3Xtc3 (11)
[0031]将V。= 0及上述I式代入7式，整理后有:
[0032]
【权利要求】
1.一种超前预防液压冲击力的控制方法，其特征在于，包括下述步骤: (1)根据液压系统的控制频率fmin和试验要求加荷速度Vy及液压试验系统的工作性能，设定液压系统初始加荷时间系数k，计算出液压系统初始加荷时间t。,;其中，k为大于等于2的正整数； (2)根据步骤(I)所述试验要求加荷速度Vy、液压系统初始加荷时间t。，计算出初始加荷的最大加速度amax ;其中，所述液压试验要求加荷速度Vy、最大加速度amax，液压系统在液压试验加荷过程中同时满足实际加荷速度V等于试验要求加荷速度Vy、实际加荷的加速度a小于等于最大加速度amax ； (3)对液压系统在初始加荷阶段的最大加速度amax采用分段递增方式加荷，所述分段数i是为2或3的正整数；液压系统在初始加荷阶段过程中亦应同时满足各阶段的实际加荷速度Vi等于该阶段的要求加荷速度Vy1、实际加荷加速度％小于等于该阶段的最大加速度 amaxi。
【文档编号】F15B11/02GK104074813SQ201410322980
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】陈俐丹 申请人:陈俐丹