一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统的制作方法

本实用新型属于液压控制系统领域，尤其涉及一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统。

背景技术：

位置控制系统是采用位移传感器检测被控对象的位置变化，并以闭环负反馈控制方式工作，将控制指令所表达的被控对象的机械位置快速、高精度的转变为被控对象实际物理位置的液压控制系统。位置控制系统在实际生产生活中应用十分广泛，位置控制系统既可以独自构成系统，如机床运动滑台的位置控制系统；也经常作为执行元件参与构建大型控制系统，这时，位置控制系统是一个高频响高精度执行器，如飞机飞行控制系统中包含的多个电业伺服作动器。

目前的电液位置控制系统采用电液伺服阀作控制元件，成本花费巨大而且对系统的要求较高。电液高速数字阀是一种机、电、液一体化的智能型液压基础元件，具有对油液的清洁度要求较低，抗污染能力强，可靠性高以及加工制造成本低，装配调试周期短等优点。而液压系统对低成本，高可靠性和冗余度的要求，使数字液压技术替代传统的比例伺服技术提出了实际应用需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，该系统具有结构简单、成本低、控制精度高、使用寿命长的特点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，包括油箱、吸油过滤器、主泵、电动机、安全阀、主油路过滤器、控制阀组、位移传感器和液压缸；所述主泵的吸油口通过吸油过滤器与油箱连接，所述主泵的排油口与主油路过滤器连接，且主泵与电动机连接；所述控制阀组具有主进油口、主回油口、A工作油口和B工作油口；所述主油路过滤器后的油路通道设置两个分支，分别与安全阀、控制阀组的主进油口相连；所述控制阀组的A工作油口和B工作油口分别与液压缸的无杆腔和有杆腔相连；所述控制阀组的主回油口与油箱连接；

所述控制阀组包括第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、比例阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀；所述控制阀组的主进油口设置三个分支，分别与比例阀的主进油口、第三微型高速数字阀的进油口、第四微型高速数字阀的进油口相连；所述控制阀组的主回油口设置三个分支，分别与比例阀的主回油口、第一微型高速数字阀的出油口、第二微型高速数字阀的出油口相连；所述控制阀组的A工作油口设置三个分支，分别与比例阀的A工作油口、第一微型高速数字阀的进油口、第三微型高速数字阀的出油口相连；所述控制阀组的B工作油口设置三个分支，分别与比例阀的B工作油口、第二微型高速数字阀的进油口、第四微型高速数字阀的出油口相连；所述位移传感器连接液压缸，用于测量液压缸的活塞位置。

进一步地，所述比例阀的流量大于第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀的流量，所述比例阀实现位置控制系统对液压缸位置的快速调节；所述第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀实现对液压缸位置的精确调节。

进一步地，所述比例阀的流量选用100L/min，所述第一微型高速数字阀、第二微型高速数字阀、第三微型高速数字阀、第四微型高速数字阀的流量选用1L/min。

本实用新型的有益结果是：

(1)本实用新型液压缸位置控制系统成本降低：本实用新型液压缸位置控制系统采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，避免采用高精度的伺服阀，降低了系统成本。

(2)本实用新型液压缸位置控制系统可靠性高：本实用新型液压缸位置控制系统采用的微型高速数字阀结构简单，满足高温高压等特殊工况环境，故障率低，采用的普通比例阀对复杂工况具有良好的适应性，提高了系统的可靠性。

(3)本实用新型液压缸位置控制系统冗余度增加：本实用新型液压缸位置控制系统采用比例阀与微型高速数字阀联合控制，构成了并联通路，提高了系统冗余度。

附图说明

图1是本实用新型采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统结构示意图；

图中：1-油箱、2-吸油过滤器、3-主泵、4-电动机、5-安全阀、6-主油路过滤器、7-第一微型高速数字阀、8-第二微型高速数字阀、9-比例阀、10-第三微型高速数字阀、11-第四微型高速数字阀、12-位移传感器、13-液压缸。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本实施例提供的一种采用比例阀、微型高速数字阀联合控制的液压缸位置控制系统，包括油箱1、吸油过滤器2、主泵3、电动机4、安全阀5、主油路过滤器6、控制阀组、位移传感器12和液压缸13；所述主泵3的吸油口通过吸油过滤器2与油箱1连接，所述主泵3的排油口与主油路过滤器6连接，且主泵3与电动机4连接；所述控制阀组具有主进油口、主回油口、A工作油口和B工作油口；所述主油路过滤器6后的油路通道设置两个分支，分别与安全阀5、控制阀组的主进油口相连；所述控制阀组的A工作油口和B工作油口分别与液压缸13的无杆腔和有杆腔相连；所述控制阀组的主回油口与油箱1连接。

进一步地，所述控制阀组包括第一微型高速数字阀7、第二微型高速数字阀8、比例阀9、第三微型高速数字阀10、第四微型高速数字阀11；所述控制阀组的主进油口设置三个分支，分别与比例阀9的主进油口、第三微型高速数字阀10的进油口、第四微型高速数字阀11的进油口相连；所述控制阀组的主回油口设置三个分支，分别与比例阀9的主回油口、第一微型高速数字阀7的出油口、第二微型高速数字阀8的出油口相连；所述控制阀组的A工作油口设置三个分支，分别与比例阀9的A工作油口、第一微型高速数字阀7的进油口、第三微型高速数字阀10的出油口相连；所述控制阀组的B工作油口设置三个分支，分别与比例阀9的B工作油口、第二微型高速数字阀8的进油口、第四微型高速数字阀11的出油口相连。

进一步地，所述比例阀9为大流量比例阀，流量可选用100L/min，实现位置控制系统对液压缸位置的快速调节；所述第一微型高速数字阀7、第二微型高速数字阀8、第三微型高速数字阀10、第四微型高速数字阀11为小流量微型高速数字阀，流量可选用1L/min，其控制精度高，可实现对液压缸位置的精确调节。

所述第一微型高速数字阀7、第二微型高速数字阀8、第三微型高速数字阀10、第四微型高速数字阀11采用电脉冲信号控制，使得微型高速数字阀流量离散化；所述电脉冲信号采用PWM控制，通过调节脉冲信号的频率与占空比，设定微型高速数字阀的脉冲流量，达到调节系统位置精度的目的。

本实用新型液压缸位置控制系统的工作过程如下：

位置控制系统通过位移传感器12测量液压缸13的活塞目前位置，将液压缸13的活塞目前位置与目标位置之间的距离与比例阀9的工作状态切换设定值进行对比，比例阀9的工作状态切换设定值的一种具体的选取示例如下，但不限于此：

取液压缸13的缸径为100mm，比例阀9单独控制液压缸13时，液压缸13的移动速度为212.2mm/s，第二微型高速数字阀8和第三微型高速数字阀10单独控制液压缸13时，液压缸13的移动速度为2.1mm/s，此时可取比例阀9的工作状态切换设定值为10mm。

当液压缸13的活塞位置与目标位置之间的距离超出比例阀9的工作状态切换设定值时，通过比例阀9进行位置控制，保证位置控制系统快速响应；当压缸13的活塞位置与目标位置的距离小于比例阀9的工作状态切换设定值，此时关闭比例阀9，通过微型高速数字阀进行位置控制，保证位置控制系统的控制精度。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。