[0001]
本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种电液驱动系统控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术：
[0002]
在电液驱动系统的节能开发过程中，通常利用蓄能器与液压变压器的组合对具备回收价值的能量进行回收与再利用。
[0003]
现有技术中，通常对电液驱动系统中的液压变压器的排量进行控制，从而在系统每一工作周期中实现能量的回收和再利用。由于对液压变压器的排量的控制方式通常固定不变，使得能量的回收量少，回收能量的再利用率低。
技术实现要素：
[0004]
本发明实施例提供一种电液驱动系统控制方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中的电液驱动系统能量的回收量少，回收能量的再利用率低的问题。
[0005]
本发明实施例提供一种电液驱动系统控制方法，包括：
[0006]
确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比；
[0007]
基于所述预估排量比以及蓄能器的实时压力值，从压力反馈策略和所述位移跟随策略中选取当前控制策略；
[0008]
利用所述当前控制策略对所述电液驱动系统执行控制。
[0009]
根据本发明一个实施例的电液驱动系统控制方法，所述基于所述预估排量比以及蓄能器的实时压力值，从压力反馈策略和所述位移跟随策略中选取当前控制策略，包括：
[0010]
基于所述预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值以及所述蓄能器的实时压力值，或，基于所述预估排量比以及所述液压变压器的实时压力比，从压力反馈策略和所述位移跟随策略中选取当前控制策略；
[0011]
其中，所述实时压力比为所述蓄能器的实时压力值与所述液压变压器的负载连接端的实时压力值之间的比值。
[0012]
根据本发明一个实施例的电液驱动系统控制方法，所述基于所述预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值以及所述蓄能器的实时压力值，或，基于所述预估排量比以及所述液压变压器的实时压力比，从压力反馈策略和所述位移跟随策略中选取当前控制策略，包括：
[0013]
若所述预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值大于等于所述蓄能器的实时压力值，或，所述预估排量比对应的压力比大于等于所述液压变压器的实时压力比，则选取所述位移跟随策略为当前控制策略。
[0014]
根据本发明一个实施例的电液驱动系统控制方法，所述基于所述预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值以及所述蓄能器的实时压力值，或，基于所述预估排量比以及所述液压变压器的实时压力比，从压力反馈策略和所述位移跟随策略中选
取当前控制策略，包括：
[0015]
若所述预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值小于所述蓄能器的实时压力值，或，所述预估排量比对应的压力比小于所述液压变压器的实时压力比，则选取所述压力反馈策略为当前控制策略。
[0016]
根据本发明一个实施例的电液驱动系统控制方法，所述液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值的确定方法包括：
[0017]
基于所述预估排量比，确定所述液压变压器工作于平衡状态下蓄能器连接端与负载连接端的理想压力比；
[0018]
基于所述理想压力比，以及液压变压器的负载连接端的实时压力值，确定所述液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值。
[0019]
根据本发明一个实施例的电液驱动系统控制方法，所述确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比，包括：
[0020]
基于负载的实时位移，以及预先设置的负载位移曲线，确定所述负载的实时位移偏差；
[0021]
基于所述负载的实时位移偏差，确定所述液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端之间的预估排量比，作为所述位移跟随策略下的预估排量比。
[0022]
根据本发明一个实施例的电液驱动系统控制方法，所述基于所述负载的实时位移偏差，确定所述液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端之间的预估排量比，包括：
[0023]
基于所述负载的实时位移偏差，以及模糊pid算法，确定所述液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端之间的预估排量比。
[0024]
本发明实施例还提供一种电液驱动系统控制装置，包括：
[0025]
确定单元，用于确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比；
[0026]
选取单元，用于基于所述预估排量比以及蓄能器的实时压力值，从压力反馈策略和所述位移跟随策略中选取当前控制策略；
[0027]
控制单元，用于利用所述当前控制策略对所述电液驱动系统执行控制。
[0028]
本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过总线完成相互间的通信，处理器可以调用存储器中的逻辑命令，以执行如上述任一种所述电液驱动系统控制方法的步骤。
[0029]
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述电液驱动系统控制方法的步骤。
[0030]
本发明实施例提供的电液驱动系统控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比，控制电液驱动系统对负载的能量进行回收和再利用，当位移跟随策略失效时，自动切换到压力反馈策略，根据电液驱动系统中蓄能器的实时压力值调整预估排量比，继续控制电液驱动系统对负载的能量进行回收和再利用，针对具体的作业工况对电液驱动系统采用位移跟随策略与压力反馈策略相结合的控制方式，在保证电液驱动系统驱动性能的前提下，提高了能量的回收量和回收能量的再利用率。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]
图1为本发明实施例提供的电液驱动系统的结构示意图；
[0033]
图2为本发明实施例提供的电液驱动系统控制方法的流程示意图；
[0034]
图3为本发明实施例提供的能量回收过程中负载的运行示意图；
[0035]
图4为本发明实施例提供的预估压力值确定方法的流程示意图；
[0036]
图5为本发明实施例提供的预估排量比确定方法的流程示意图；
[0037]
图6为本发明实施例提供的基于位移跟随策略和压力反馈策略的电液驱动系统控制流程图；
[0038]
图7为本发明实施例提供的电液驱动系统控制装置的结构示意图；
[0039]
图8为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
[0040]
附图标记说明：
[0041]
1-油箱；
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2-驱动电泵；
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3-液压泵；
[0042]
4-单向阀一；
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5-单向阀二；
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6-单向阀三；
[0043]
7-换向阀；
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8-蓄能器；
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9-压力传感器一；
[0044]
10-压力继电器一；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
11-系统溢流阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12-单向阀组；
[0045]
13-流量传感器一；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
14-液压变压器；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15-摆动马达；
[0046]
16-偏转角编码器；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
17-电液伺服阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
18-控制油源；
[0047]
19-压力传感器二；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
20-压力继电器二；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
21-流量传感器二；
[0048]
22-液压缸；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
23-负载；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
24-位移传感器；
[0049]
25-安全阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
26-截止阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
27-控制器。
具体实施方式
[0050]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051]
为了说明本发明实施例中提供的电液驱动系统控制方法，下面以直线型负载所在的电液驱动系统为例进行说明。
[0052]
图1为本发明实施例提供的电液驱动系统的结构示意图，如图1所示，该电液驱动系统包括油箱1、驱动电泵2、液压泵3、单向阀一4、单向阀二5、单向阀三6、换向阀7、蓄能器8、压力传感器一9、压力传感器二19、压力继电器一10、压力继电器二20、系统溢流阀11、单向阀组12、流量传感器一13、流量传感器二21、液压变压器14、摆动马达15、偏转角编码器16、电液伺服阀17、控制油源18、液压缸22、负载23、位移传感器24、安全阀25、截止阀26和控制器27。
[0053]
其中，液压泵3入口与油箱1相连，液压泵3出口与单向阀一4的入口相连。单向阀一4的出口分四路：一路与系统溢流阀11的入口相连；一路与单向阀组12入口相连；另外两路分别与单向阀二5的入口和单向阀三6的出口相连。单向阀二5的出口和单向阀三6的入口分
别与换向阀7的p口和t口相连；换向阀7的a口与蓄能器8的入口相连。单向阀组12出口接通液压变压器14。液压变压器14的b口分为三路：一路与安全阀25的入口接通；一路与液压缸22的无杆腔油口相连；一路与液压缸22的有杆腔油口相连。摆动马达15、偏转角编码器16、电液伺服阀17、控制油源18共同组成液压变压器14的控制机构。系统溢流阀11的出口、液压变压器14的t口、安全阀25的出口均与油箱1接通。
[0054]
控制器27接收压力传感器一9、压力传感器二19、流量传感器一13、流量传感器二21、位移传感器24的反馈信号，并将计算后的控制信号发送至控制液压变压器14的斜盘倾角的电液伺服阀17和控制换向阀7的控制机构，实现对液压变压器14排量比和换向阀7通断的控制。压力传感器一9和压力传感器二19分别安装于蓄能器8的入口处和液压变压器14的b口处，流量传感器一13和流量传感器二21分别安装于液压变压器14的a口处和b口处，位移传感器24安装于负载23上，液压变压器14的b口到液压缸22有杆腔油口之间的油路上安装有截止阀26。
[0055]
当负载23自高处在重力作用下下降时，压力油液自液压缸22无杆腔油口流出后进入液压变压器14的b口，驱动液压变压器14旋转并从液压变压器14的a口输出高压油液至蓄能器8中，实现能量的回收。当需要提升负载23的位置时，蓄能器8和液压泵3一起输出压力油液驱动液压变压器14旋转，进而从液压变压器14的b口输出高压油液驱动负载23上升，实现回收能量的再利用。
[0056]
图2为本发明实施例提供的电液驱动系统控制方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括：
[0057]
步骤110，确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比。
[0058]
电液驱动系统采用液压变压器和蓄能器的组合结构对工作过程中负载的动能或者重力势能进行回收和再利用。例如，当电液驱动系统应用于车辆刹车装置时，负载为液压马达，对工作过程中的制动动能进行回收；当电液驱动系统应用于起重臂时，负载为液压缸，对工作过程中的重力势能进行回收。
[0059]
电液驱动系统在工作过程中，通过控制液压变压器的排量比，使得流经液压变压器的油液压力发生变化，将负载的动能或者重力势能转换为油液的静压能，实现将负载的动能或者重力势能回收至蓄能器，或者将油液的静压能转换为负载的动能或者重力势能，实现将蓄能器中的回收能量再次转换为负载的动能或者重力势能。
[0060]
电液驱动系统可以采用位移跟随策略，即在控制器中设置负载位移曲线，控制器将负载的实时位移与负载位移曲线进行对比，根据对比结果确定预估排量比，从而保证负载的位移能够跟随负载位移曲线。
[0061]
此处，负载位移曲线表征时间与负载位移在理想状态下的变化关系。预估排量比是为了消除当前情况下负载的实时位移与负载位移曲线中对应的理想位移之间差异而对电液驱动系统进行控制的排量比估计值。
[0062]
预估排量比可以选择液压变压器的负载连接端与蓄能器连接端之间的油液排量比值，也可以选择液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端之间的油液排量比值，本发明实施例对此不作具体限定。
[0063]
步骤120，基于预估排量比以及蓄能器的实时压力值，从压力反馈策略和位移跟随策略中选取当前控制策略。
[0064]
步骤130，利用当前控制策略对电液驱动系统执行控制。
[0065]
电液驱动系统可以通过结合预估排量比和蓄能器的实时压力值来判断位移跟随策略是否有效。
[0066]
需要说明的是，电液驱动系统采用的位移跟随策略得到的预估排量比在某些情况下可能无法满足蓄能器持续回收能量的需求。例如，在能量回收后期，当蓄能器内油液压力不断升高时，按照预估排量比控制液压变压器，很可能出现液压变压器流至蓄能器的油液压力低于蓄能器中的油液压力，使得蓄能器无法继续进行能量回收。
[0067]
此时，电液驱动系统根据预估排量比和蓄能器的实时压力值，判定所采用的位移跟随策略已不再适用，系统将当前控制策略从位移跟随策略切换为压力反馈策略，从而根据蓄能器的实时压力值对预估排量比进行调整，使得流入和流出液压变压器的油液产生期望的压力变化，继续回收负载的动能或者重力势能。此处，蓄能器的实时压力值可以用于反映蓄能器持续回收能量的需求。
[0068]
若电液驱动系统采用的位移跟随策略得到的预估排量比能够满足蓄能器持续回收能量的需求，则电液驱动系统将继续保持位移跟随策略，使用得到的预估排量比控制液压变压器，继续回收负载的动能或者重力势能。
[0069]
下面通过图1示出的电液驱动系统进行说明。在负载23的下降过程中，蓄能器8一直起到回收能量的作用。在下降初期，电液驱动系统采用的位移跟随策略，根据位移传感器24反馈的负载23的实时位移与控制器27中的负载位移曲线进行对比，并根据对比结果得到预估排量比为1：1，并控制电液驱动系统。此时，压力传感器一9和压力传感器二19分别测量得到蓄能器8的入口处和液压变压器14的b口处的油液压力均为10bar。此时液压变压器14的实时压力比为1：1。随着负载23继续下降，蓄能器8一直回收负载23的重力势能，使得内部油液压力不断升高至20bar。而液压变压器14的b口处的油液压力依然保持10bar，可以得到液压变压器14的实时压力比为2：1。此时，若液压变压器14的排量比(平衡状态下排量比为压力比的倒数)仍维持为1：1，蓄能器8的内部油液压力值将大于液压变压器14的蓄能器连接端的油液压力，则油液无法进入蓄能器8内，无法继续进行能量回收。
[0070]
此时，电液驱动系统可以将当前控制策略从位移跟随策略切换为压力反馈策略，即根据蓄能器8的实时压力值调整预估排量比，使得液压变压器14流至蓄能器8的油液压力大于等于蓄能器8的实时压力值，从而继续回收负载23的重力势能。
[0071]
本发明实施例提供的电液驱动系统控制方法，通过确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比，控制电液驱动系统对负载的能量进行回收和再利用，当位移跟随策略失效时，自动切换到压力反馈策略，根据蓄能器的实时压力值调整预估排量比，继续控制电液驱动系统对负载的能量进行回收和再利用，针对具体的作业工况对电液驱动系统采用位移跟随策略与压力反馈策略相结合的控制方式，在保证电液驱动系统驱动性能的前提下，提高了能量的回收量和回收能量的再利用率。
[0072]
基于上述实施例，步骤120包括：
[0073]
基于预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值以及蓄能器的实时压力值，或，基于预估排量比以及液压变压器的实时压力比，从压力反馈策略和位移跟随策略中选取当前控制策略；
[0074]
其中，实时压力比为蓄能器的实时压力值与液压变压器的负载连接端的实时压力
值之间的比值。
[0075]
此处，预估压力值为根据预估排量比控制液压变压器后得到的液压变压器的蓄能器连接端的压力估计值，即当前如果执行位移跟随策略控制后得到的液压变压器的蓄能器连接端的压力值。
[0076]
在判断位移跟随策略是否能够满足蓄能器持续回收能量的需求时，需要将预估排量比和蓄能器的实时压力值转换到同一维度上进行比较，可以基于预估排量比得到预估压力值，从而将预估压力值和实时压力值进行比较，也可以基于实时压力值计算实时压力比，将预估压力比和实时压力比进行比较。
[0077]
基于上述任一实施例，参考图1示出的电液驱动系统结构，液压变压器14的实时压力比可以通过如下方法确定：
[0078]
通过设置于电液驱动系统的蓄能器8入口处的压力传感器一9，获取蓄能器8的实时压力值；通过设置于电液驱动系统的液压缸22无杆腔油口处的压力传感器二19，获取液压变压器14的负载连接端的实时压力值；将蓄能器8的实时压力值和液压变压器14的负载连接端的实时压力值的比值作为液压变压器14的实时压力比。
[0079]
本发明实施例提供的电液驱动系统控制方法，根据蓄能器的实时压力值和液压变压器的负载连接端的实时油液压力确定液压变压器的实时压力比，方式简单，易于实施。
[0080]
基于上述任一实施例，步骤120包括：
[0081]
若预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值大于等于蓄能器的实时压力值，或，预估排量比对应的压力比大于等于液压变压器的实时压力比，则选取位移跟随策略为当前控制策略。
[0082]
相应地，步骤130包括：基于位移跟随策略，以电液驱动系统中负载的实时位移跟随预先设置的负载位移曲线为目标，控制电液驱动系统。
[0083]
此处，预估排量比对应的压力比为液压变压器工作于平衡状态下时预估排量比的倒数。可以由理论计算公式计算得到：
[0084]
p
a
q
a
＝p
b
q
b
[0085]
式中，p
a
为平衡状态下液压变压器的蓄能器连接端的油液压力值，q
a
为平衡状态下液压变压器的蓄能器连接端的油液流量值，p
b
为平衡状态下液压变压器的负载连接端的油液压力值，q
b
为平衡状态下液压变压器的负载连接端的油液流量值。
[0086]
若预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值大于等于蓄能器的实时压力值，或者，预估排量比对应的压力比大于等于液压变压器的实时压力比，则表明液压变压器流至蓄能器的油液大于等于蓄能器内部压力，油液能够注入蓄能器内，即实现能量回收。此时选取位移跟随策略为当前控制策略，采用预估排量比，以负载的实时位移跟随负载位移曲线为目标，对电液驱动系统进行控制。
[0087]
此外，理论计算公式中压力比与排量比互为倒数关系。在实际比较过程中，也可以在考虑逻辑关系变化，将预估排量比与液压变压器的实时压力比进行比较。
[0088]
负载位移曲线可以根据负载的运动规律进行预先设置，例如负载加速移动、负载匀速移动和负载减速移动等，本发明实施例对此不作具体限定。
[0089]
以上述实施例中负载23下降过程中能量回收过程为例。图3为本发明实施例提供的能量回收过程中负载的运行示意图，如图3所示，横坐标为运行时间t，纵坐标为运行速度
v，实线为负载23的实际运行曲线，虚线为负载23的负载目标曲线。负载23的下降过程可以简化为加速下降阶段、匀速下降阶段和减速下降阶段。
[0090]
在下降初始阶段，电液驱动系统中控制器27采用位移跟随策略，得到的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值大于等于蓄能器的实时压力值，预估排量比对应的压力比大于等于液压变压器的实时压力比，根据预估排量比控制液压变压器，能够实现将负载23的重力势能回收至蓄能器8，并且负载23的实时位移跟随负载位移曲线。
[0091]
本发明实施例提供的电液驱动系统控制方法，通过采用位移跟随策略，减小了负载移动产生的速度波动，使得负载的实时位移能够跟随负载位移曲线，保证了电液驱动系统的驱动性能。
[0092]
基于上述任一实施例，步骤120包括：
[0093]
若预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值小于蓄能器的实时压力值，或，预估排量比对应的压力比小于液压变压器的实时压力比，则选取压力反馈策略为当前控制策略。
[0094]
相应地，步骤130包括：基于压力反馈策略，以蓄能器的实时压力值或液压变压器的实时压力比调整预估排量比，并基于调整后的预估排量比控制电液驱动系统。
[0095]
上述实施例中负载23下降过程中，电液驱动系统中控制器27采用位移跟随策略，在保持液压变压器14输出至蓄能器8的油液流量满足负载目标曲线的要求时，使用预估排量比控制液压变压器14，使得液压变压器14的实际排量比降低，即提高实时压力比，实现液压变压器14输出至蓄能器8的压力升高，大于等于蓄能器8内的油液压力，从而维持油液不断流入蓄能器8中。
[0096]
随着油液不断流入蓄能器8，蓄能器8内部压力不断升高。此时，实际检测的实时压力比为2：1。而根据位移跟随策略得到的预估排量比为1：1.5，此时预估排量比对应的压力比为1.5：1，即预估排量比对应的压力比小于实时压力比，也就是说，预估排量比对应的液压变压器14蓄能器连接端的预估压力值小于蓄能器8的实时压力值。若此时继续按照预估排量比控制液压变压器14，使得液压变压器14输出至蓄能器8的油液压力偏低，蓄能器8无法继续回收油液，液压缸22也无法继续下降，即此时位移跟随策略无效。
[0097]
可以将位移跟随策略切换为压力反馈策略，以蓄能器的实时压力值或液压变压器的实时压力比调整预估排量比，使得排量比的调整逻辑紧随实时压力比变化。
[0098]
将蓄能器的实时压力值作为液压变压器的蓄能器连接端的油液压力值代入上述理论计算公式，结合液压变压器的负载连接端的油液压力值，可以得到调整后的预估排量比为1：2，或者直接根据液压变压器的实时压力比确定调整后的预估排量比为1：2。
[0099]
使用调整后的预估排量比控制电液驱动系统，使得液压变压器能够产生期望的压力变化，即调整后的预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值能够适应蓄能器的实时压力值的动态变化，使得蓄能器继续进行能量回收。
[0100]
本发明实施例提供的电液驱动系统控制方法，通过采用压力反馈策略，根据蓄能器压力变化情况对液压变压器排量比进行动态调节，使得蓄能器能够最大限度地回收能量，提高了电液驱动系统能量的回收量和回收能量的再利用率。
[0101]
基于上述任一实施例，图4为本发明实施例提供的预估压力值确定方法的流程示意图，如图4所示，液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值的确定方法包括：
[0102]
步骤410，基于预估排量比，确定液压变压器工作于平衡状态下蓄能器连接端与负载连接端的理想压力比；
[0103]
步骤420，基于理想压力比，以及液压变压器的负载连接端的实时压力值，确定液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值。
[0104]
根据上述实施例中的理论计算公式，可以根据预估排量比，确定液压变压器工作于平衡状态下蓄能器连接端与负载连接端的理想压力比。结合液压变压器的负载连接端的实时压力值，计算得到液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值。
[0105]
此处，理想压力比用于表示液压变压器在平衡状态时工作油口的油液压力比。
[0106]
基于上述任一实施例，图5为本发明实施例提供的预估排量比确定方法的流程示意图，如图5所示，步骤110包括：
[0107]
步骤111，基于负载的实时位移，以及预先设置的负载位移曲线，确定负载的实时位移偏差；
[0108]
步骤112，基于负载的实时位移偏差，确定液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端之间的预估排量比，作为位移跟随策略下的预估排量比。
[0109]
将电液驱动系统中负载的实时位移与预先设置的负载位移曲线进行比较，得到实时位移与负载位移曲线上对应位移之间的实时位移偏差。实时位移偏差表示负载偏离负载位移曲线的程度大小。
[0110]
可以根据电液驱动系统中液压变压器的控制特性，以减小负载的实时位移偏差为目标，计算液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端之间的预估排量比。此处，预估排量比的计算方法可以通过预先设置的控制模型实现，例如常规的闭环控制算法所构建的模型，闭环控制算法可以是pid(比例积分微分)算法、模糊pid算法、优化控制算法和鲁棒算法等。
[0111]
本发明实施例提供的电液驱动系统控制方法，通过将负载的实时位移偏差转换为液压变压器的排量比，实现了对电液驱动系统的控制。
[0112]
基于上述任一实施例，步骤112包括：
[0113]
基于负载的实时位移偏差，以及模糊pid算法，确定液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端之间的预估排量比。
[0114]
可以将预先设置的负载位移曲线保存至电液驱动系统的控制器中，将负载的实时位移与预先设置的负载位移曲线的对比结果，即实时位移偏差输入到基于模糊pid算法构建的控制模型中，得到模型输出的蓄能器连接端与负载连接端之间的预估排量比。此处的控制模型可以通过选取合适的比例参数p、积分参数i和微分参数d实现。
[0115]
本发明实施例提供的电液驱动系统控制方法，通过采用模糊pid算法确定液压变压器的预估排量比，具有很好的鲁棒性，提高了电液驱动系统的快速响应能力。
[0116]
基于上述任一实施例，步骤130包括：
[0117]
基于当前控制策略，对液压变压器的斜盘倾角进行控制。
[0118]
上述实施例中，电液驱动系统中的控制器27根据当前控制策略，将预估排量比放大成电驱动信号，控制电液伺服阀17的摆动，实现对液压变压器14的斜盘倾角进行精确控制，从而使流经液压变压器14的油液压力和流量发生变化。
[0119]
基于上述任一实施例，图6为本发明实施例提供的基于位移跟随策略和压力反馈策略的电液驱动系统控制流程图，如图6所示，电液驱动系统采用位移跟随策略和压力反馈
策略相结合的控制方式对负载的重力势能或者动能进行回收。
[0120]
将负载位移曲线作为输入信号输入至电液驱动系统的控制器中进行预先设置，根据负载处安装的位移传感器进行负载位移的实时检测，确定负载的实时位移与负载位移曲线之间的实时位移偏差，若实时位移偏差为零，则表明负载的实时位移精准地跟随了负载位移曲线；若实时位移偏差不为零，则表明负载的实时位移距离负载位移曲线发生了偏离，影响了电液驱动系统的驱动性能。
[0121]
此时，电液驱动系统中的控制器采用位移跟随策略，采用模糊pid算法计算得到预估排量比，控制液压变压器的斜盘倾角，保证负载步进走行过程中精确地跟随负载位移曲线，同时检测液压变压器的实时压力比。
[0122]
此处，液压变压器的实时压力比选用液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端的压力比。
[0123]
当预估排量比等于实时压力比时，表明液压变压器变压结果有效，控制器将当前控制策略保持为位移跟随策略，按照预估排量比控制液压变压器。
[0124]
当预估排量比大于实时压力比时，表明液压变压器变压结果失效，此时，根据位移跟随策略下的模糊pid算法得到的变压结果无法产生期望的压力变化，使得蓄能器无法继续回收能量。控制器将当前控制策略切换为压力反馈策略，根据实时压力比调整预估排量比，减小液压变压器的排量比，升高压力比，使得负载实时位移发生的速度减小，使得蓄能器继续回收能量。
[0125]
当预估排量比小于实时压力比时，表明液压变压器变压结果失效，此时，根据位移跟随策略下的模糊pid算法得到的变压结果无法产生期望的压力变化，使得蓄能器无法继续回收能量。控制器将当前控制策略切换为压力反馈策略，根据实时压力比调整预估排量比，增大液压变压器的排量比，降低压力比，使得负载实时位移发生的速度增大，使得蓄能器继续回收能量。
[0126]
基于上述任一实施例，图7为本发明实施例提供的电液驱动系统控制装置的结构示意图，如图7所示，该装置包括：
[0127]
确定单元710，用于确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比；
[0128]
选取单元720，用于基于预估排量比以及蓄能器的实时压力值，从压力反馈策略和位移跟随策略中选取当前控制策略；
[0129]
控制单元730，用于利用当前控制策略对电液驱动系统执行控制。
[0130]
确定单元710用于根据位移跟随策略，设置负载位移曲线，将负载的实时位移与负载位移曲线进行对比，根据对比结果确定预估排量比。选取单元720用于根据电液驱动系统中蓄能器的实时压力值，判定所采用的位移跟随策略是否适用。当位移跟随策略有效时，控制单元730继续采用预估排量比控制电液驱动系统。当位移跟随策略失效时，选取单元720将当前控制策略从位移跟随策略切换为压力反馈策略，控制单元730以电液驱动系统中蓄能器的实时压力值对预估排量比进行调整，使得流入和流出液压变压器的油液产生所期望的压力变化，继续回收负载的动能或者重力势能。
[0131]
本发明实施例提供的电液驱动系统控制装置，通过确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比，控制电液驱动系统对负载的能量进行回收和再利用，当位移跟随策略失效时，自动切换到压力反馈策略，根据电液驱动系统中蓄能器的实时压力值调整预估排
量比，继续控制电液驱动系统对负载的能量进行回收和再利用，针对具体的作业工况对电液驱动系统采用位移跟随策略与压力反馈策略相结合的控制方式，在保证电液驱动系统驱动性能的前提下，提高了能量的回收量和回收能量的再利用率。
[0132]
基于上述任一实施例，选取单元720用于：
[0133]
基于预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值以及蓄能器的实时压力值，或，基于预估排量比以及液压变压器的实时压力比，从压力反馈策略和位移跟随策略中选取当前控制策略；
[0134]
其中，实时压力比为蓄能器的实时压力值与液压变压器的负载连接端的实时压力值之间的比值。
[0135]
基于上述任一实施例，选取单元720包括：
[0136]
第一策略选取子单元，用于若预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值大于等于蓄能器的实时压力值，或，预估排量比对应的压力比大于等于液压变压器的实时压力比，则选取位移跟随策略为当前控制策略。
[0137]
基于上述任一实施例，选取单元720包括：
[0138]
第二策略选取子单元，用于若预估排量比对应的液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值小于蓄能器的实时压力值，或，预估排量比对应的压力比小于液压变压器的实时压力比，则选取压力反馈策略为当前控制策略。
[0139]
基于上述任一实施例，液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值的确定方法包括：
[0140]
基于预估排量比，确定液压变压器工作于平衡状态下蓄能器连接端与负载连接端的理想压力比；
[0141]
基于理想压力比，以及液压变压器的负载连接端的实时压力值，确定液压变压器的蓄能器连接端的预估压力值。
[0142]
基于上述任一实施例，确定单元710包括：
[0143]
偏差确定子单元，用于基于电液驱动系统中负载的实时位移，以及预先设置的负载位移曲线，确定负载的实时位移偏差；
[0144]
排量比确定子单元，用于基于负载的实时位移偏差，确定液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端之间的预估排量比，作为位移跟随策略下的预估排量比。
[0145]
基于上述任一实施例，排量比确定子单元用于：
[0146]
基于负载的实时位移偏差，以及模糊pid算法，确定液压变压器的蓄能器连接端与负载连接端之间的预估排量比。
[0147]
基于上述任一实施例，图8为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(communications interface)820、存储器(memory)830和通信总线(communications bus)840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑命令，以执行如下方法：
[0148]
确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比；基于预估排量比以及蓄能器的实时压力值，从压力反馈策略和位移跟随策略中选取当前控制策略；利用当前控制策略对电液驱动系统执行控制。
[0149]
此外，上述的存储器830中的逻辑命令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干命令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0150]
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：
[0151]
确定液压变压器在位移跟随策略下的预估排量比；基于预估排量比以及蓄能器的实时压力值，从压力反馈策略和位移跟随策略中选取当前控制策略；利用当前控制策略对电液驱动系统执行控制。
[0152]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0153]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干命令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0154]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。