一种电液联合流量控制方法及装置与流程

文档序号:42043970发布日期:2025-06-04 18:05阅读:21来源:国知局

本发明涉及液压系统控制,尤其涉及一种电液联合流量控制方法及装置。


背景技术:

1、调节电机转速和调节液压泵排量是液压系统中控制流量的两种主要方式,实践发现,对于调节电机转速而言,其更适应于流量调节需求小、响应需求小、预算有限的应用场景,对于调节液压泵排量而言,其更适用于响应需求大、负载变化大、压力控制灵活的应用场景。

2、在实际应用中,出于调节便利,会优先调节液压泵排量,然而,当液压泵的排量已经调节到的最大时,若依然需要控制液压系统流量,则需要通过调节电机转速实现,通过上述可知,电机响应时效相对不高,此时,不仅会影响液压系统的流量控制效率,而且还会进一步的增加液压系统的功耗,具体表现为噪声功耗增加、热功耗增加等。

3、可见,如何提高液压系统流量控制效率,进而降低液压系统功耗显得尤为重要。


技术实现思路

1、本发明提供一种电液联合流量控制方法及装置,能够提高液压系统流量控制效率,进而降低液压系统功耗。

2、为了解决上述技术问题,本发明第一方面公开了一种电液联合流量控制方法,所述方法包括:

3、采集用户对液压系统的应用设备发出的第一控制参数和所述液压系统的电液联合状态参数,所述液压系统包括液压泵和电机,所述电液联合状态参数用于指示所述液压泵和所述电机的状态情况;

4、根据预设动态特征分析算法和所述第一控制参数,分析所述用户的响应期望参数;

5、根据所述电液联合状态参数,计算所述应用设备当前的响应状态参数;

6、判断所述响应期望参数是否在所述响应状态参数的第一预设阈值参数范围内,当判断出所述响应期望参数不在所述响应状态参数的第一预设阈值参数范围内时,则根据所述响应期望参数和所述响应状态参数,计算目标值参数,所述目标值参数用于表示所述响应期望参数与所述响应状态参数之间的距离程度;

7、根据所述目标值参数,生成联合响应控制参数,所述联合响应控制参数用于动态联合调整所述液压泵和所述电机的状态情况,以调整所述响应状态参数,使得所述响应期望参数在调整后的所述响应状态参数的第二预设阈值参数范围内。

8、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述采集用户对液压系统的应用设备发出的第一控制参数和所述液压系统的电液联合状态参数,包括:

9、采集所述液压泵的第一多维度状态参数、所述电机的第二多维度状态参数、所述液压系统的预设范围内的环境状态参数和所述用户对所述应用设备发出的第二控制参数,所述第一多维度状态参数包括压力状态参数、排量状态参数、功率状态参数、响应特性参数中的至少两种,所述第一多维度状态参数与所述第二多维度状态参数相对应,所述第二控制参数包括所述用户的操作控制参数和生物体态状态参数;

10、基于所述第一多维度状态参数和所述第二多维度状态参数,构建所述液压泵和所述电机之间的多维度状态矩阵参数;

11、对所述多维度状态矩阵参数进行目标耦合计算,生成协同效率参数,所述目标耦合计算包括线性耦合计算和/或非线性耦合计算;

12、根据所述环境状态参数,修正所述协同效率参数,得到所述液压系统的电液联合状态参数;

13、根据所述生物体态状态参数,分析所述用户的生物指令参数,所述生物指令参数与所述生物体态状态参数相匹配;

14、基于所述操作控制参数及其对应的第一预设优先级参数和所述生物指令参数及其对应的第二预设优先级参数,分析所述用户的操作意图参数;

15、根据所述操作意图参数,提取所述第二控制参数的目标位移梯度参数;

16、将所述目标位移梯度参数确定为所述用户对液压系统的应用设备发出的第一控制参数。

17、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述根据预设动态特征分析算法和所述第一控制参数,分析所述用户的响应期望参数,包括:

18、根据预设动态特征分析算法,对所述第一控制参数执行目标域分解操作,得到所述第一控制参数对应的动态特征向量参数,所述动态特征向量参数用于表示所述第一控制参数的变化情况,所述目标域分解操作为时域分解操作、频域分解操作、时频联合转换分解操作中的至少一种;

19、根据所述动态特征向量参数,计算所述用户的初始响应期望参数;

20、基于预设滑动窗口滚动机制,修正所述初始响应期望参数;

21、基于修正后的所述初始响应期望参数,在频域范围内,构建动态响应频谱模型;

22、对所述动态响应频谱模型执行积分运算量化操作,得到所述用户的响应期望参数。

23、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述根据所述电液联合状态参数,计算所述应用设备当前的响应状态参数,包括:

24、根据所述电液联合状态参数,计算所述液压系统的排量裕度参数和转速裕度参数,所述排量裕度参数和所述转速裕度参数与所述液压系统的剩余调节空间正相关;

25、将所述排量裕度参数和所述转速裕度参数输入至预训练的比例-积分模型,输出所述液压系统的综合响应能力参数;

26、根据所述综合响应能力参数,计算所述应用设备当前的响应状态参数。

27、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述响应状态参数的第一预设阈值参数范围是动态生成的,所述第一预设阈值参数范围的动态生成策略为:

28、根据所述响应状态参数,分析所述液压系统的联合负载率参数,所述联合负载率参数包括液压泵负载率参数和电机负载率参数;

29、获取所述应用设备的预设时域内的应用参数,所述应用参数用于表示所述应用设备在预设时域内的应用情况;

30、根据所述应用参数,确定所述液压系统的备用控制裕度参数范围;

31、根据所述联合负载率参数和所述备用控制裕度参数范围,生成所述响应状态参数的第一预设阈值参数范围。

32、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述根据所述目标值参数,生成联合响应控制参数,包括:

33、根据所述排量裕度参数和所述转速裕度参数,计算所述液压泵的第一可调范围参数和所述电机的第二可调范围参数;

34、根据所述响应期望参数,分析所述用户的期望响应时段参数和其他期望响应需求参数;

35、根据所述期望响应时段参数、所述目标值参数、所述第一可调范围参数和所述第二可调范围参数,生成所述液压泵和所述电机的至少一个模拟联合响应控制参数,每个所述模拟联合响应控制参数均用于模拟动态调控所述液压泵和所述电机的状态情况,以模拟调整所述响应状态参数;

36、对于每个所述模拟联合响应控制参数,分析该模拟联合响应控制参数的模拟响应效果参数,所述模拟响应效果参数用于表示所述模拟联合响应控制参数用于模拟动态调控所述液压泵和所述电机的状态情况,以模拟调整所述响应状态参数过程中产生的效果情况;

37、判断所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数是否相匹配,当判断出所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数相匹配时,则将该模拟联合响应控制参数确定为联合响应控制参数;

38、当判断出所述模拟响应效果参数均与所述其他期望响应需求参数不相匹配时,则计算每个所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数之间的模拟响应匹配度值;

39、根据所有所述模拟响应匹配度值,在所有所述模拟联合响应控制参数中,确定联合响应控制参数。

40、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述其他期望响应需求参数包括噪声响应范围参数、温度响应范围参数、资源使用范围参数中的至少一种需求参数,所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数相对应;在所述判断所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数是否相匹配之前,所述方法还包括:

41、对于所述其他期望响应需求参数中的每个所述需求参数,根据所述电液联合状态参数和该需求参数的预设需求参数优先级值,匹配该需求参数的当前附加更新范围参数;

42、根据所述当前附加更新范围参数,更新该需求参数,并触发执行所述的判断所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数是否相匹配的操作。

43、本发明第二方面公开了一种电液联合流量控制装置,所述装置包括:

44、采集模块,用于采集用户对液压系统的应用设备发出的第一控制参数和所述液压系统的电液联合状态参数,所述液压系统包括液压泵和电机,所述电液联合状态参数用于指示所述液压泵和所述电机的状态情况;

45、分析模块,用于根据预设动态特征分析算法和所述第一控制参数,分析所述用户的响应期望参数;

46、计算模块,用于根据所述电液联合状态参数,计算所述应用设备当前的响应状态参数;

47、判断模块,用于判断所述响应期望参数是否在所述响应状态参数的第一预设阈值参数范围内;

48、所述计算模块,还用于当所述判断模块判断出所述响应期望参数不在所述响应状态参数的第一预设阈值参数范围内时,则根据所述响应期望参数和所述响应状态参数,计算目标值参数,所述目标值参数用于表示所述响应期望参数与所述响应状态参数之间的距离程度;

49、生成模块,用于根据所述目标值参数,生成联合响应控制参数,所述联合响应控制参数用于动态联合调整所述液压泵和所述电机的状态情况,以调整所述响应状态参数,使得所述响应期望参数在调整后的所述响应状态参数的第二预设阈值参数范围内。

50、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述采集模块采集用户对液压系统的应用设备发出的第一控制参数和所述液压系统的电液联合状态参数的具体方式包括:

51、采集所述液压泵的第一多维度状态参数、所述电机的第二多维度状态参数、所述液压系统的预设范围内的环境状态参数和所述用户对所述应用设备发出的第二控制参数,所述第一多维度状态参数包括压力状态参数、排量状态参数、功率状态参数、响应特性参数中的至少两种,所述第一多维度状态参数与所述第二多维度状态参数相对应,所述第二控制参数包括所述用户的操作控制参数和生物体态状态参数;

52、基于所述第一多维度状态参数和所述第二多维度状态参数,构建所述液压泵和所述电机之间的多维度状态矩阵参数;

53、对所述多维度状态矩阵参数进行目标耦合计算,生成协同效率参数,所述目标耦合计算包括线性耦合计算和/或非线性耦合计算;

54、根据所述环境状态参数,修正所述协同效率参数,得到所述液压系统的电液联合状态参数;

55、根据所述生物体态状态参数,分析所述用户的生物指令参数,所述生物指令参数与所述生物体态状态参数相匹配;

56、基于所述操作控制参数及其对应的第一预设优先级参数和所述生物指令参数及其对应的第二预设优先级参数,分析所述用户的操作意图参数;

57、根据所述操作意图参数,提取所述第二控制参数的目标位移梯度参数;

58、将所述目标位移梯度参数确定为所述用户对液压系统的应用设备发出的第一控制参数。

59、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述分析模块根据预设动态特征分析算法和所述第一控制参数,分析所述用户的响应期望参数的具体方式包括:

60、根据预设动态特征分析算法,对所述第一控制参数执行目标域分解操作,得到所述第一控制参数对应的动态特征向量参数,所述动态特征向量参数用于表示所述第一控制参数的变化情况,所述目标域分解操作为时域分解操作、频域分解操作、时频联合转换分解操作中的至少一种;

61、根据所述动态特征向量参数,计算所述用户的初始响应期望参数;

62、基于预设滑动窗口滚动机制,修正所述初始响应期望参数;

63、基于修正后的所述初始响应期望参数,在频域范围内,构建动态响应频谱模型;

64、对所述动态响应频谱模型执行积分运算量化操作,得到所述用户的响应期望参数。

65、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述计算模块根据所述电液联合状态参数,计算所述应用设备当前的响应状态参数的具体方式包括:

66、根据所述电液联合状态参数,计算所述液压系统的排量裕度参数和转速裕度参数,所述排量裕度参数和所述转速裕度参数与所述液压系统的剩余调节空间正相关;

67、将所述排量裕度参数和所述转速裕度参数输入至预训练的比例-积分模型,输出所述液压系统的综合响应能力参数;

68、根据所述综合响应能力参数,计算所述应用设备当前的响应状态参数。

69、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述响应状态参数的第一预设阈值参数范围是动态生成的,所述第一预设阈值参数范围的动态生成策略为:

70、根据所述响应状态参数,分析所述液压系统的联合负载率参数,所述联合负载率参数包括液压泵负载率参数和电机负载率参数;

71、获取所述应用设备的预设时域内的应用参数,所述应用参数用于表示所述应用设备在预设时域内的应用情况;

72、根据所述应用参数,确定所述液压系统的备用控制裕度参数范围;

73、根据所述联合负载率参数和所述备用控制裕度参数范围,生成所述响应状态参数的第一预设阈值参数范围。

74、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述生成模块根据所述目标值参数,生成联合响应控制参数的具体方式包括:

75、根据所述排量裕度参数和所述转速裕度参数,计算所述液压泵的第一可调范围参数和所述电机的第二可调范围参数;

76、根据所述响应期望参数,分析所述用户的期望响应时段参数和其他期望响应需求参数;

77、根据所述期望响应时段参数、所述目标值参数、所述第一可调范围参数和所述第二可调范围参数,生成所述液压泵和所述电机的至少一个模拟联合响应控制参数,每个所述模拟联合响应控制参数均用于模拟动态调控所述液压泵和所述电机的状态情况,以模拟调整所述响应状态参数;

78、对于每个所述模拟联合响应控制参数,分析该模拟联合响应控制参数的模拟响应效果参数,所述模拟响应效果参数用于表示所述模拟联合响应控制参数用于模拟动态调控所述液压泵和所述电机的状态情况,以模拟调整所述响应状态参数过程中产生的效果情况;

79、判断所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数是否相匹配,当判断出所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数相匹配时,则将该模拟联合响应控制参数确定为联合响应控制参数;

80、当判断出所述模拟响应效果参数均与所述其他期望响应需求参数不相匹配时,则计算每个所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数之间的模拟响应匹配度值;

81、根据所有所述模拟响应匹配度值,在所有所述模拟联合响应控制参数中,确定联合响应控制参数。

82、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述其他期望响应需求参数包括噪声响应范围参数、温度响应范围参数、资源使用范围参数中的至少一种需求参数,所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数相对应;所述装置还包括:

83、匹配模块,用于在所述生成模块判断所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数是否相匹配之前,对于所述其他期望响应需求参数中的每个所述需求参数,根据所述电液联合状态参数和该需求参数的预设需求参数优先级值,匹配该需求参数的当前附加更新范围参数;

84、更新模块,用于根据所述当前附加更新范围参数,更新该需求参数,并触发所述生成模块执行所述的判断所述模拟响应效果参数与所述其他期望响应需求参数是否相匹配的操作。

85、本发明第三方面公开了另一种电液联合流量控制装置,所述装置包括:

86、存储有可执行程序代码的存储器;

87、与所述存储器耦合的处理器;

88、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行本发明第一方面公开的电液联合流量控制方法。

89、本发明第四方面公开了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令被调用时,用于执行本发明第一方面公开的电液联合流量控制方法。

90、与现有技术相比,本发明实施例具有以下有益效果:

91、本发明实施例中,采集用户对液压系统的应用设备发出的第一控制参数和液压系统的电液联合状态参数,液压系统包括液压泵和电机,电液联合状态参数用于指示液压泵和电机的状态情况;根据预设动态特征分析算法和第一控制参数,分析用户的响应期望参数;根据电液联合状态参数,计算应用设备当前的响应状态参数;判断响应期望参数是否在响应状态参数的第一预设阈值参数范围内,当判断出响应期望参数不在响应状态参数的第一预设阈值参数范围内时,则根据响应期望参数和响应状态参数,计算目标值参数,目标值参数用于表示响应期望参数与响应状态参数之间的距离程度;根据目标值参数,生成联合响应控制参数,联合响应控制参数用于动态联合调整液压泵和电机的状态情况,以调整响应状态参数,使得响应期望参数在调整后的响应状态参数的第二预设阈值参数范围内。可见,实施本发明能够通过同步采集用户对液压系统的应用设备发出的第一控制参数和液压系统的电液联合状态参数,结合预设动态特征分析算法,分别分析用户所期望的响应期望参数和进一步的确定应用设备的当前响应状态情况,提高用户用意理解准确性的同时,提高应用设备的响应状态分析准确性,有利于提高针对应用设备进行进一步电液联合流量控制的控制准确性,且在判断出响应期望参数不在响应状态参数的第一预设阈值参数范围内时,根据响应期望参数和响应状态参数,计算用于表示响应期望参数与响应状态参数之间的距离程度的目标值参数;并根据目标值参数,生成用于动态联合调整液压泵和电机的状态情况,以调整响应状态参数,使得响应期望参数在调整后的响应状态参数的第二预设阈值参数范围内的联合响应控制参数,实现液压系统中的液压泵与电机的联合动态调控,区别于现有技术中的完全性先后联合调控,可以更加在提高液压系统流量控制效率和准确性的同时,进一步的降低液压系统的功耗,还能够有效解决传统控制中液压泵与电机独立调节导致的响应滞后和能效失衡问题,使调整后的系统响应参数收敛于更严格的第二阈值范围内,有利于提高复杂工况下液压系统的动态控制精度与综合运行稳定性。

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