【學(xué)以精工】北理工優(yōu)秀專(zhuān)利成果：節(jié)能增效的主被動(dòng)負(fù)載雙電液伺服閥控系統(tǒng)
發(fā)布日期：2013-11-13 供稿：專(zhuān)利中心 成重任
編輯：黨委宣傳部 閱讀次數(shù)：編制按：為了進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)校學(xué)術(shù)文化,、創(chuàng)新文化和人才文化建設(shè),，黨委宣傳部經(jīng)過(guò)認(rèn)真籌劃,，圍繞我校重點(diǎn)科研學(xué)術(shù)進(jìn)展，開(kāi)辟《學(xué)以精工》科研學(xué)術(shù)新聞報(bào)道專(zhuān)欄，旨在針對(duì)我校科研學(xué)術(shù)工作中取得的新成績(jī),、新進(jìn)展進(jìn)行重點(diǎn)報(bào)道，用通俗易懂的新聞報(bào)道,，向校內(nèi)外展示北京理工大學(xué)的深厚科研實(shí)力和濃厚的學(xué)術(shù)氛圍,。本欄目得到了圖書(shū)館戰(zhàn)略情報(bào)研究部和學(xué)校專(zhuān)利中心（北京理工緯鉑知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司）的支持。歡迎全校單位和師生踴躍提供線索或投稿（[email protected]）,，宣傳部將第一時(shí)間安排重點(diǎn)報(bào)道,。
液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）的液壓執(zhí)行元件,。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、工作可靠。用它來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)時(shí),，可免去減速裝置，并且沒(méi)有傳動(dòng)間隙,，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
目前在液壓缸控制領(lǐng)域,，一種重要的控制系統(tǒng)是電液伺服系統(tǒng),。這種控制系統(tǒng)因其功率體積比大，在大功率應(yīng)用場(chǎng)合具有不可替代的作用,，尤其是其中的電液伺服閥控缸,，更是在武器系統(tǒng)、冶金、工程機(jī)械中被廣泛的應(yīng)用,。在傳統(tǒng)電液伺服閥控系統(tǒng)中,，大多是采用一個(gè)閥門(mén)對(duì)液壓缸或液壓馬達(dá)進(jìn)行控制，這樣單個(gè)的控制方式并不能很好地處理液壓缸往返運(yùn)動(dòng)所受力不同的問(wèn)題,。在液壓缸受到正向的作用力時(shí),，它仍需向系統(tǒng)提供高壓能源才能維持其持續(xù)運(yùn)動(dòng)，造成了極大地能源的浪費(fèi),。此外,，單個(gè)電液伺服閥的最大流量往往不能滿(mǎn)足要求而且只要這一個(gè)電液伺服閥出現(xiàn)故障后，整個(gè)液壓系統(tǒng)將無(wú)法正常工作,，容錯(cuò)率低,。
針對(duì)傳統(tǒng)電液閥控系統(tǒng)的問(wèn)題，自動(dòng)化學(xué)院王軍政教授帶領(lǐng)課題組教師,，進(jìn)行了大量的相關(guān)研究,，客服了相應(yīng)的技術(shù)障礙，提出了一種雙閥門(mén)協(xié)同控制,、液壓泵和閥門(mén)協(xié)同控制流量的節(jié)能閥控方案及控制策略,，取得了一定的研究成果，并申請(qǐng)了大量的發(fā)明專(zhuān)利,，其中比較典型的就是“一種節(jié)能式主被動(dòng)負(fù)載的雙電液伺服閥控系統(tǒng)”,。
該發(fā)明提供了一種節(jié)能式的控制系統(tǒng)及控制方法。通過(guò)兩個(gè)電液閥門(mén)對(duì)油路進(jìn)行切換控制,，不但能實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸或液壓馬達(dá)兩個(gè)腔體的獨(dú)立控制,，達(dá)到節(jié)能目的（雙閥獨(dú)立控制模式），而且當(dāng)兩個(gè)伺服閥并聯(lián)工作時(shí)流量也會(huì)增大一倍（并聯(lián)工作模式）,，容錯(cuò)率也會(huì)更高,。電液伺服閥的供油方式的特殊設(shè)計(jì)，既可以節(jié)省高壓能源,，又可確保其在任何情況下都能向液壓缸或液壓馬達(dá)提供低壓油,。
將科研成果通過(guò)申請(qǐng)專(zhuān)利的形式進(jìn)行保護(hù)已經(jīng)成為我校老師的一種普遍的做法。此項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)是我校近年來(lái)眾多優(yōu)秀科研專(zhuān)利成果之一,。在今后的專(zhuān)題新聞中,，專(zhuān)利中心和宣傳部將會(huì)陸續(xù)選取各領(lǐng)域優(yōu)秀專(zhuān)利成果進(jìn)行重點(diǎn)報(bào)道
附件：
結(jié)合該伺服閥控系統(tǒng)的油路圖對(duì)獨(dú)立控制模式進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹
1 第一電液伺服閥，2 第二電液伺服閥,，3 第一兩位兩通電磁閥,，4 第二兩位兩通電磁閥，5 第三兩位兩通電磁閥,，6 第四兩位兩通電磁閥,，7 第一壓力閥,，8 第二壓力閥，9 液壓泵,，10 伺服電機(jī),，11 單向閥，12 比例溢流閥,，13 減壓閥,，14 第三壓力閥，15 過(guò)濾器,，16 油箱,，17 第一壓力傳感器，18 第二壓力傳感器,，19 第三壓力傳感器,，20 液壓缸，21 液壓馬達(dá)
當(dāng)控制第一兩位兩通電磁閥和第四兩位兩通電磁閥接通且第二兩位兩通電磁閥和第三兩位兩通電磁閥關(guān)閉,，此時(shí)系統(tǒng)處于雙閥獨(dú)立控制模式,。當(dāng)液壓缸伸出或液壓馬達(dá)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過(guò)程中受到主動(dòng)負(fù)載時(shí)，控制第一電液伺服閥和第二電液伺服閥斜通,； 當(dāng)液壓缸伸出或液壓馬達(dá)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過(guò)程中受到被動(dòng)負(fù)載時(shí),，控制第一電液伺服閥斜通、第二電液伺服閥直通,，并且第二電液伺服閥直通時(shí)其閥芯開(kāi)口全部打開(kāi)至最大,。
基本工作原理為：通過(guò)設(shè)置在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳感器采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)加速度估計(jì)下一個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)速度；下一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)速度= 當(dāng)前運(yùn)動(dòng)速度+ 當(dāng)前運(yùn)動(dòng)加速度×傳感器采樣時(shí)間間隔,；根據(jù)計(jì)算得到的下一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的流量,，控制交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速使得液壓泵輸出滿(mǎn)足需求的液壓油流量。
（審核：仇蕾安 趙江波）
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