一种轧机液压伺服阀阀门特性的补偿方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明适用于轧钢控制【技术领域】，提供一种轧机液压伺服阀阀门特性的补偿方法及装置，所述方法包括：根据液压缸无杆腔的压强确定无杆腔的压力值；判断伺服阀的工作方向并将所述无杆腔的压力值归一化后限幅输出；根据伺服阀的工作方向以及限幅输出压力值计算对应的补偿因子；根据所述补偿因子计算补偿后的伺服阀控制信号并输出值伺服阀。本发明按伺服阀工作方向计算出关于阀门特性的补偿因子，该补偿因子可随伺服阀两侧压力差的变化自动调节，然后用补偿因子去修正伺服阀控制信号，可将伺服阀阀门特性中的非线性部分加以线性化，从而可提高轧机控制的动态性能。
【专利说明】一种轧机液压伺服阀阀门特性的补偿方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于轧钢控制【技术领域】，尤其涉及一种轧机液压伺服阀阀门特性的补偿方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 现代轧机普遍采用液压压下系统提供轧制力，一个典型的液压压下系统由电气控 制器、伺服阀和液压缸组成。由电气控制器输出伺服阀控制信号（电压或电流信号）给伺 服阀，控制伺服阀的开口度，不同的开口度对应不同的液压油流量，进而液压缸可提供不同 的轧制力用于轧钢。
[0003] 通过伺服阀的液压油流量不仅跟控制信号有关，还跟伺服阀两侧的压力差相关。 例如，伺服阀连通液压站和液压缸的无杆腔，液压油从液压站通过所述伺服阀进入液压缸 的无杆腔，由伺服阀控制流量，液压站与无杆腔之间存在压力差，伺服阀正常工作时，在相 同的阀门开口度下，压力差越大则通过的液压油流量越大，反之流量越小。流量同压力差的 关系可用下式表示：
[0004]
【权利要求】
1. 一种轧机液压伺服阀阀门特性的补偿方法，其特征在于，所述方法包括： 根据液压缸无杆腔的压强确定无杆腔的压力值； 判断伺服阀的工作方向并将所述无杆腔的压力值归一化后限幅输出； 根据伺服阀的工作方向以及限幅输出压力值计算对应的补偿因子； 根据所述补偿因子计算补偿后的伺服阀控制信号并输出值伺服阀。
2. 如权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据液压缸无杆腔的压强确定无杆腔的 压力值步骤，具体包括： 接收轧钢时无杆腔内的油压传感器的输出值，得到液压缸无杆腔的压强值Pv ; 将压强值Pv通过一阶滞后模型处理，输出滞后压强值，所述一阶滞后模型的表达式为：
，其中Y(n)为一阶滞后模型当前时刻的输出值， Y(n-l)为一阶滞后模型上一时刻的输出值，Ts为电气控制器米样时间，1\为一阶滞后模型 时间常数，X(n)为当前时刻无杆腔的压强值，X(n-l)为上一时刻无杆腔的压强值； 将所述滞后压强值乘以液压缸无杆腔的面积得到无杆腔的压力值Ρη()η(χ1。
3. 如权利要求2所述方法，其特征在于，所述判断伺服阀的工作方向并将所述无杆腔 的压力值归一化后限幅输出步骤，具体包括： 根据伺服阀控制信号的符号判断伺服阀的工作方向，所述伺服阀的工作方向包括控制 液压缸压下和控制液压缸上抬； 以百分数形式将无杆腔的压力值归一化后并加以限幅输出，得到限幅输出压力值 Ρ 1 limited,nonod°
4. 如权利要求3所述方法，其特征在于，所述根据伺服阀的工作方向以及限幅输出压 力值计算对应的补偿因子步骤，具体包括： 若当前时刻伺服阀控制液压缸压下，则补偿因子
式中， ΔΡΝ*伺服阀额定压力差，ΛΡ_为最大压力差； 若当前时刻伺服阀控制液压缸上抬，则补偿因子
5. 如权利要求4所述方法，其特征在于，所述根据伺服阀的工作方向以及限幅输出压 力值计算对应的补偿因子步骤，还包括下述步骤： 限制补偿因子的值在一定范围内并输出。
6. -种轧机液压伺服阀阀门特性的补偿装置，其特征在于，所述装置包括： 压力值获取单元，用于根据液压缸无杆腔的压强确定无杆腔的压力值； 归一化限幅单元，用于判断伺服阀的工作方向并将所述无杆腔的压力值归一化后限幅 输出； 补偿因子计算单元，用于根据伺服阀的工作方向以及限幅输出压力值计算对应的补偿 因子； 控制信号修正单元，用于根据所述补偿因子计算补偿后的伺服阀控制信号并输出值伺 服阀。
7. 如权利要求6所述装置，其特征在于，所述压力值获取单元包括： 压强获取模块，用于接收轧钢时无杆腔内的油压传感器的输出值，得到液压缸无杆腔 的压强值Pv; 滞后处理模块，用于将压强值Pv通过一阶滞后模型处理，输出滞后压强值，所述一阶滞 后模型的表达式为
，其中Υ(η)为一阶滞后模型当前 时刻的输出值，Y(n-l)为一阶滞后模型上一时刻的输出值，TS为电气控制器米样时间，ΤΑ为 一阶滞后模型时间常数，Χ(η)为当前时刻无杆腔的压强值，X(n-l)为上一时刻无杆腔的压 强值； 压力值获取模块，用于将所述滞后压强值乘以液压缸无杆腔的面积得到无杆腔的压力 值P nonod °
8. 如权利要求7所述装置，其特征在于，所述归一化限幅单元包括： 方向判断模块，用于根据伺服阀控制信号的符号判断伺服阀的工作方向，所述伺服阀 的工作方向包括控制液压缸压下和控制液压缸上抬； 归一化限幅模块，用于以百分数形式将无杆腔的压力值归一化后并加以限幅输出，得 至IJ限幅输出压力值Plimited,_d。
9. 如权利要求8所述装置，其特征在于，若当前时刻伺服阀控制液压缸压下，则补偿 因子计算单元计算得到补偿因子
式中，ΛΡΝ为伺服阀额定压力 差，为最大压力差；若当前时刻伺服阀控制液压缸上抬，则补偿因子计算单元补偿因 子
10. 如权利要求9所述装置，其特征在于，所述补偿因子计算单元还包括： 限幅模块，用于限制补偿因子的值在一定范围内并输出。
【文档编号】F15B13/02GK104088844SQ201410331992
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】陈跃华 申请人:中冶南方工程技术有限公司