一种基于PID控制的压缩式垃圾车液压同步控制系统

一种基于pid控制的压缩式垃圾车液压同步控制系统
技术领域
1.本实用新型属于液压控制领域，涉及一种基于pid控制的压缩式垃圾车液压同步控制系统。


背景技术：

2.目前使用的多功能压缩式垃圾车存在填装器关闭时会出现较大缝隙的问题，从而导致垃圾车在行驶过程中垃圾会从车内遗漏出来，这样又对环境产生了二次影响，并且增加了清理垃圾的工作量。产生这一问题的主要原因是多功能压缩式垃圾车的填装器在举升系统控制下降过程中，两个液压缸出现较大的位移差。针对这一问题，需要对多功能压缩式垃圾车填装器原有的液压控制系统进行改进。


技术实现要素：

3.为解决上述背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种基于pid控制的压缩式垃圾车液压同步控制系统，其可以减小液压缸运动的位移差，提高同步精度。
4.本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种基于pid控制的压缩式垃圾车液压同步控制系统，其特殊之处在于：
5.包括由加入pid控制器的同步回路、液压锁紧回路、过载保护及卸荷回路和其他元件；
6.所述液压锁紧回路包括第一液控单向阀、第二液控单向阀和y型三位四通电磁换向阀；
7.所述同步回路包括第一活塞式液压缸、第二活塞式液压缸、第一位移传感器、第二位移传感器、pid控制器、第一整流桥、第二整流桥、调速阀、电液比例调速阀；
8.所述过载保护及卸荷回路包括电磁溢流阀；
9.所述其他元件包括单向阀、液压泵；
10.所述液压泵出口主油路的分支连接电磁溢流阀；所述液压泵出口主油路连接单向阀以及压力表，单向阀连接y型三位四通电磁换向阀；y型三位四通电磁换向阀出口分别连接第一液控单向阀、第二液控单向阀，第一液控单向阀串联加入第一整流桥的调速阀，第二液控单向阀串联加入第二整流桥的比例调速阀；然后调速阀和比例调速阀通过第一整流桥、第二整流桥分别连接第一活塞式液压缸、第二活塞式液压缸的无杆腔，并在第一活塞式液压缸、第二活塞式液压缸分别安装第一位移传感器、第二位移传感器，之后连接pid控制器，而pid 控制器还与比例调速阀连接。
11.进一步地，还包括油箱，所述液压泵进口连接到油箱。
12.进一步地，还包括第一滤油器，所述液压泵进口通过第一滤油器连接到油箱。
13.进一步地，上述液压泵和单向阀之间连接有第二滤油器。
14.进一步地，上述压力表连接在单向阀和第二滤油器之间，压力表之前还接有压力表开关。
15.进一步地，上述第一整流桥、第二整流桥均由四个单向阀组合而成。
16.进一步地，上述pid控制器包括比例单元p、积分单元i和微分单元d。
17.本实用新型的优点：
18.1)本实用新型公开的基于pid控制的主从随动液压同步控制系统中，为提高液压缸的同步精度，在传统的液压控制系统中加入pid控制器用来控制比例调速阀的比例电磁铁，从而控制第二液压缸与第一液压缸保持位置同步运动；其中pid控制器是一种工业控制应用中常见的调节器，它是由比例单元p、积分单元i和微分单元d组成，使用时需设定k
p
、k
i
、k
d
三个参数；pid控制器接收两个位移传感器的差值信号，并进行运算，输出电流信号给比例调速阀，通过比例调速阀的比例电磁铁调节其阀口开度，实现两个液压缸的位置同步运动； pid控制器对液压缸位移误差实时监测，进行动态调节，控制精度高；
19.2)本实用新型将调速阀和电液比例调速阀都加入整流桥，无论液压缸的活塞伸出还是缩回，液压油始终单方向流经调速阀和电液比例调速阀，即举升机构在上升与下降时调速阀和电液比例调速阀都可以正常工作；
20.3)在三位四通电磁换向阀两个出口油路分别串联液控单向阀，在整个液压控制系统中形成锁紧回路，液控单向阀拥有良好的密封性能，即使有外力作用也能使执行元件长期锁紧，使液压缸活塞位置严格锁定，可以防止填装器因自重下滑；采用y型三位四通电磁换向阀进行举升机构上升和下降的动作切换，当举升机构停止运动时，y型三位四通电磁换向阀切换到中位，液压控制单向阀外控口由于中位机能而卸压，防止液控单向阀由于外控口的压力而反向开启，进一步保证锁紧作用。
附图说明
21.图1是本实用新型基于pid控制的压缩式垃圾车液压同步控制系统的原理图。
22.其中：1
‑
油箱，2
‑
第一滤油器，4
‑
第二滤油器，3
‑
液压泵，5
‑
单向阀，6
‑ꢀ
压力表开关，7
‑
压力表，8
‑
电磁溢流阀，9
‑
y型三位四通电磁换向阀，101第一液控单向阀，102
‑
第二液控单向阀，11
‑
调速阀，12
‑
电液比例调速阀，131第一整流桥，132
‑
第二整流桥，141
‑
第一位移传感器，142
‑
第二位移传感器，151
‑ꢀ
第一活塞式液压缸，152
‑
第二活塞式液压缸，16
‑
pid控制器。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
24.参见图1，一种基于pid控制的压缩式垃圾车液压同步控制系统，由加入 pid控制器的液压同步回路和液压锁紧回路组成，其中同步回路包括一个加入第一整流桥131的普通调速阀11，一个加入第二整流桥132的电液比例调速阀12，第一活塞式液压缸151、第二活
塞式液压缸152，第一位移传感器141、第二位移传感器142，一个pid控制器16。
25.锁紧回路由第一液控单向阀101、第二液控单向阀102，一个y型三位四通电磁换向阀9组成。
26.其他元件包括两个滤油器，一个单向阀5，一个压力表开关6，一个压力表 7，一个液压泵3，一个电磁溢流阀8等。
27.液压泵3进口通过第一滤油器2连接到油箱1，液压泵3出口主油路连接滤油器4；主油路的分支连接电磁溢流阀8后接入油箱；主油路中滤油器4出口连接单向阀5以及压力表7，单向阀5连接y型三位四通电磁换向阀9；y型三位四通电磁换向阀出口分别连接第一液控单向阀101、第二液控单向阀102，第一液控单向阀101串联加入第一整流桥131的调速阀11，另一个第二液控单向阀 102串联加入第二整流桥132的比例调速阀12；然后调速阀11和比例调速阀12 通过第一整流桥131、第二整流桥132分别连接第一活塞式液压缸151、第二活塞式液压缸152的无杆腔，并在两个活塞液压缸分别安装第一位移传感器141、第二位移传感器142之后连接pid控制器16，而pid控制器16连接比例调速阀 12。
28.外部控制器控制y型三位四通电磁换向阀9的电磁铁3ya得电时，y型三位四通电磁换向阀9右位工作，液压油流经第一液控单向阀101后分别经过调速阀11和比例调速阀12通过第一整流桥131、第二整流桥132分别进入第一活塞式液压缸151、第二活塞式液压缸152的无杆腔，使液压缸缸体带动压缩式垃圾车填装器上升。当第一活塞式液压缸151、第二活塞式液压缸152运动到最大位移时，y型三位四通电磁换向阀9中位工作，此时锁紧回路对液压缸的位置有严格锁定的作用，使填装器停止在当前位置。当外部控制器控制y型三位四通电磁换向阀9的电磁铁2ya得电时，y型三位四通电磁换向阀9左位工作，液压油流经液控单向阀102进入第一活塞式液压缸151、第二活塞式液压缸152的有杆腔，使缸体带动压缩式垃圾车填装器下降，完成关闭工作。
29.pid控制器16由比例单元p、积分单元i和微分单元d组成，对于同一液压控制系统只需首次使用时设定k
p
、k
i
、k
d
三个参数。
30.在举升系统完成上升和下降的过程中，第一位移传感器141、第二位移传感器142分别监测第一活塞式液压缸151、第二活塞式液压缸152运动的位移，并将监测结果差值传输到pid控制器16中，pid控制器对位移差值进行分析、运算，并输出电信号到比例调速阀12的电磁铁来调节阀12的开度，达到调控进入第二活塞式液压缸152的流量，补偿两液压缸的位移差，提高同步精度，保证第一活塞式液压缸151、第二活塞式液压缸152位置同步，实现多功能压缩式垃圾车填装器平稳开启和严格关闭。
31.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，本领域的技术人员其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行调节，或者对其中部分技术特征进行等同替换。所以，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。