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液压油缸活塞行程控制方法、设备、系统及液压机械


技术摘要:
本发明的实施方式提供一种液压油缸活塞行程控制方法,属于液压控制领域,所述活塞由液压油所传导的液压泵动力进行驱动,该方法包括:获取活塞行程中所述液压泵的工况参数;基于所述工况参数确定所述活塞的预测行程;基于所述预测行程和所述活塞的设定行程阈值之间的关  全部
背景技术:
液压油缸是将液压能转变为机械能、做直线往复运动(或摆缸运动)的液压执行元 件。广泛应用于工程机械、机床设备、冶金矿山、航天航空等领域。现有的伸缩液压油缸中, 常使用接近开关、拉线长度传感器、磁滞伸缩传感器作为油缸活塞行程检测装置。这类传感 器经常要承受外部各种环境如灰尘、油水侵蚀、机械碰撞等影响,同时频繁地进行伸缩操 作,容易造成损坏,导致活塞位移检测异常,严重影响整机正常运行。位置检测装置(如高压 接近开关或位移传感器等)出现了故障,处于施工运行的设备,需停机检修,势必影响现场 施工进度同时也会给设备使用方造成一定的经济损失。当活塞位置检测装置(如高压接近 开关或位移传感器等)出现了故障时,让设备依然能“带病”稳定运行,避免停机检修带来的 工期延误和经济损失,目前还没有较好的解决方案。 现有技术中也公开了一些利用油缸的工作状态参数进行行程检测和控制的方法 或设备,但是也存在以下问题: 1)行程预测受外部环境参量的影响,比如物料的料况参数等; 2)依然需要活塞位置检测装置的辅助,无法实现在活塞位置检测装置失效时的稳 定运行; 3)换向信号的产生无法根据实际的工作状态进行调整。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种液压油缸活塞行程控制方法、设备及系统,旨在解决在 现有液压系统中因液压活塞的位置检测失效而整个液压系统无法继续使用的问题 为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种液压油缸活塞行程控制方法,所述 活塞由液压油所传导的液压泵的动力进行驱动,该方法包括: 获取活塞行程中所述液压泵的工况参数; 基于所述工况参数确定所述活塞的预测行程; 基于所述预测行程和所述活塞的设定行程阈值之间的关系,对所述活塞的动作进 行控制。 可选的,所述基于所述工况参数确定所述活塞的预测行程,包括: 将T1时刻的工况参数输入预设模型,得到所述活塞在所述T1时刻的运动速度V1;计 算所述运动速度V1对时间ΔT的积分,得到所述活塞在当前ΔT的位移量L1; 同理,将Tn时刻的工况参数输入所述预设模型,得到所述活塞在所述Tn时刻的运动 速度Vn;计算所述运动速度Vn对时间ΔT的积分,得到所述活塞在当前ΔT的位移量Ln; 其中:Tn=T1 (n-1)*ΔT;ΔT为采样间隔; 4 CN 111577708 A 说 明 书 2/8 页 所述 可选的,所述预设模型包括: 所述工况参数为自变量、所述活塞的运动速度为因变量的模型架构,以及所述模 型架构中的模型参数; 所述模型参数是通过训练样本对所述模型架构内的初始参数进行训练并调整后 得到的。 可选的,所述方法还包括: 在获取所述工况参数时,同时还获取所述液压油的状态参数;对应的, 所述预设模型变更为:所述工况参数和所述状态参数为自变量,所述活塞的运动 速度为因变量的模型架构,以及模型架构中的模型参数;以及 输入变更后的预设模型的参数为所述工况参数和所述状态参数,所述变更后的预 设模型的输出为所述工况参数和所述状态参数对应时刻活塞的运动速度。 可选的,所述液压泵的工况参数包括:液压泵转速和排量电流。 可选的,所述液压泵的工况参数包括:液压泵转速和排量电流;所述液压油的状态 参数包括:液压油温度、液压油压力、液压油动力粘度。 可选的,所述基于所述预测行程和所述活塞的设定行程阈值之间的关系,对所述 活塞的动作进行控制,包括: 在确定所述预测行程大于或等于所述设定行程阈值的情况下,控制所述活塞换 向。 可选的,所述方法还包括: 获取活塞行程中油缸的压力和压力变化趋势; 当所述压力大于设定压力阈值、并且所述压力变化趋势大于设定压力变化趋势阈 值时,判断所述油缸处于异常状态,对所述活塞的设定行程阈值进行调整。 可选的,所述对所述活塞的设定行程阈值进行调整,包括: 计算所述设定行程阈值的第一调整值; 根据所述第一调整值或修正后的第一调整值调整所述设定行程阈值。 可选的,在所述计算所述设定行程阈值的第一调整值之后,所述方法还包括: 当所述油缸存在对侧油缸的情况下, 确定所述对侧油缸在最近一次泵送周期内处于所述异常状态; 计算针对所述对侧油缸的第二调整值; 基于所述第二调整值对所述第一调整值进行修正,得到所述修正后的第一调整 值。 在本发明的第二方面,还提供了一种液压油缸活塞行程控制设备,该设备包括: 至少一个处理器; 存储器,与所述至少一个处理器连接; 其中,所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令,所述至少一个处 理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的液压油缸活塞行程控制方法。 在本发明的第三方面,还提供了一种液压油缸活塞行程控制系统,该系统包括: 控制单元,包括前述的液压油缸活塞行程控制设备; 5 CN 111577708 A 说 明 书 3/8 页 检测单元,包括传感器,用于检测液压泵的工况参数,以及可选择地检测液压油的 状态参数, 执行单元,包括油泵或换向阀组,用于执行对所述活塞动作的控制。 在本发明的第四方面,还提供了一种液压机械,所述液压机械包括前述的液压油 缸活塞行程控制设备或者前述的液压油缸活塞行程控制系统。 本发明提供的技术方案提供了一种液压油缸活塞行程控制方法及对应的控制系 统,可广泛应用于做直线往复运动(或摆缸运动)的并需要检测活塞运动的液压执行元件场 合中,并且基于油泵排量、油泵/发动机转速、油缸结构参数、系统压力、温度等建立了液压 缸的活塞行程预测模型。通过该方法可确保设备依然能“带病”稳定运行一段时间,直至本 次施工结束。以此避免因位置检测装置失效对施工进度造成影响,同时可为设备使用方避 免一定程度的经济损失。 本发明实施例的其它特征和优点将在随后的
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