本發(fā)明涉及液壓控制的，具體涉及一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、在工業(yè)生產(chǎn)中，高精度液壓系統(tǒng)通過液壓泵和電液伺服閥的協(xié)同作用，實現(xiàn)對執(zhí)行機構(gòu)運動的精確控制。為了確保伺服閥的響應靈敏度，通常會在其驅(qū)動信號中疊加微小的振動指令，即所謂的“抖動信號”，以克服閥芯的靜摩擦粘滯。在某些特定且嚴苛的工況下，這種標準做法反而可能引發(fā)新的挑戰(zhàn)，影響系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和控制精度。
2、然而，當累積的驅(qū)動電流大到足以克服“固著阻力”的瞬間，膠質(zhì)沉積層會被突然破壞，閥芯會猛地“彈開”。此時，作用在閥芯上的巨大電磁推力，面對的不再是極高的固著阻力，而是突然恢復正常的、小得多的動態(tài)摩擦力。這種巨大的推力與突然減小的阻力之間的不匹配，導致閥芯以極高的速度瞬間沖開，其位移嚴重超過了目標位置。這種“過沖”行為會使得液壓泵的變量機構(gòu)角度在極短的時間內(nèi)瞬間變得過大，從而在整個液壓系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生一個破壞性的、遠超工藝要求的流量和壓力沖擊峰。這種沖擊不僅可能損壞液壓元件，例如管路、密封件或油缸，甚至可能對正在成型的復合材料產(chǎn)品造成缺陷，影響其最終的質(zhì)量和性能。
3、針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)亟需改進。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本技術(shù)公開了一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中耐高溫液壓泵在長時間保壓后，伺服閥閥芯因膠質(zhì)固著導致啟動困難、流量調(diào)節(jié)過沖，進而引發(fā)系統(tǒng)沖擊和產(chǎn)品缺陷的問題。
2、本技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、第一方面，本技術(shù)公開了一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法，包括：
4、持續(xù)監(jiān)測并獲取伺服閥對應的驅(qū)動電流，并根據(jù)驅(qū)動電流的電流特征，量化伺服閥閥芯的粘滯程度；
5、在接收到將耐高溫液壓泵從保壓狀態(tài)切換到增大流量輸出模式的指令時，獲取伺服閥閥芯的粘滯程度，并根據(jù)粘滯程度，判斷是否需要啟動固著解除程序，得到固著解除判斷結(jié)果；
6、若固著解除判斷結(jié)果表示需要啟動固著解除程序，則向伺服閥施加驅(qū)動電流；驅(qū)動電流以預設的均勻速率逐步增加；
7、在驅(qū)動電流以預設的均勻速率逐步增加的過程中，實時監(jiān)測伺服閥閥芯的實際位置；
8、當監(jiān)測到伺服閥閥芯的實際位置發(fā)生預設距離的移動時，立即停止驅(qū)動電流的均勻速率逐步增加并調(diào)整驅(qū)動電流。
9、通過技術(shù)方案，能夠有效識別并量化伺服閥閥芯的粘滯程度，并在需要時啟動受控的固著解除程序，避免了傳統(tǒng)方法中因盲目增加驅(qū)動電流而導致的過沖現(xiàn)象，從而解決了高溫高壓保壓后伺服閥閥芯固著導致的啟動困難和流量沖擊問題。
10、進一步地，本技術(shù)還提出了一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法，其中，持續(xù)監(jiān)測并獲取伺服閥對應的驅(qū)動電流，并根據(jù)驅(qū)動電流的電流特征，量化伺服閥閥芯的粘滯程度的步驟包括：
11、以預設的采樣率采集伺服閥的驅(qū)動電流，得到電流采樣數(shù)據(jù)；
12、對電流采樣數(shù)據(jù)進行濾波處理，提取直流分量和交流分量；
13、將直流分量與預設基準平均電流值進行比較，獲得當前平均電流偏差；
14、當當前平均電流偏差超出預設的允許波動范圍，或交流分量的幅值低于預設閾值時，判定伺服閥閥芯存在閥芯粘滯；
15、根據(jù)當前平均電流偏差對基準電流值的相對比值，計算粘滯程度的量化值；
16、將粘滯程度的量化值實時更新并存儲。
17、通過技術(shù)方案，能夠通過對伺服閥驅(qū)動電流的精細化分析，準確識別閥芯的粘滯狀態(tài)并進行量化，為后續(xù)的固著解除判斷提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎，提高了粘滯判斷的準確性和靈敏度。
18、更加具體的，在一些優(yōu)選的實施方案中，當監(jiān)測到伺服閥閥芯的實際位置發(fā)生預設距離的移動時，立即停止驅(qū)動電流的均勻速率逐步增加并調(diào)整驅(qū)動電流的步驟包括：
19、在驅(qū)動電流以預設的均勻速率逐步增加的同時，持續(xù)監(jiān)測伺服閥閥芯的實際位置、液壓油的溫度和液壓油的壓力；
20、根據(jù)伺服閥閥芯的實際位置對應的響應特性、液壓油的溫度和液壓油的壓力，判斷出伺服閥閥芯處于平滑啟動狀態(tài)或固著突破狀態(tài)；
21、若判斷為平滑啟動狀態(tài)，則立即停止驅(qū)動電流的均勻速率逐步增加，調(diào)整驅(qū)動電流的增長斜率，使驅(qū)動電流快速增加到常規(guī)流量調(diào)節(jié)模式所需的電流水平；
22、若判斷為固著突破狀態(tài)，則立即停止驅(qū)動電流的均勻速率逐步增加，執(zhí)行過沖抑制策略；過沖抑制策略包括將驅(qū)動電流瞬時回落到預設的安全值，并啟動阻尼控制使伺服閥閥芯的位置穩(wěn)定。
23、通過技術(shù)方案，能夠根據(jù)閥芯的實際響應特性，結(jié)合液壓油的工況參數(shù)，智能區(qū)分閥芯的啟動模式，并針對性地采取平滑啟動或過沖抑制策略，有效避免了固著突破時的流量和壓力沖擊，確保了系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。
24、在此基礎上，本技術(shù)進一步提出了，根據(jù)伺服閥閥芯的實際位置對應的響應特性、液壓油的溫度和液壓油的壓力，判斷出伺服閥閥芯處于平滑啟動狀態(tài)或固著突破狀態(tài)的步驟包括：
25、識別出伺服閥閥芯的實際位置對應的響應特性；響應特性包括閥芯位移的初始靜止區(qū)長度、閥芯位移跳變幅度和閥芯位移變化率；
26、結(jié)合液壓油的溫度和液壓油的壓力，修正初始靜止區(qū)長度、閥芯位移跳變幅度和閥芯位移變化率；
27、根據(jù)修正后的初始靜止區(qū)長度、閥芯位移跳變幅度和閥芯位移變化率，判斷出伺服閥閥芯處于平滑啟動狀態(tài)或固著突破狀態(tài)，并識別出固著模式為整體粘滯狀態(tài)或局部固著狀態(tài)。
28、通過技術(shù)方案，能夠通過對閥芯位移響應特性的精細化分析，并結(jié)合液壓油的實際工況進行修正，更準確地判斷閥芯的固著模式，為后續(xù)的精準控制提供了更可靠的依據(jù)。
29、在上述基礎上，本技術(shù)還提出了一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法，其中，若判斷為固著突破狀態(tài)，則立即停止驅(qū)動電流的均勻速率逐步增加，執(zhí)行過沖抑制策略；過沖抑制策略包括將驅(qū)動電流瞬時回落到預設的安全值，并啟動阻尼控制使伺服閥閥芯的位置穩(wěn)定的步驟包括：
30、立即停止驅(qū)動電流的均勻速率逐步增加；
31、根據(jù)伺服閥閥芯在突破固著瞬間的閥芯位移變化率、液壓油的溫度和液壓油的壓力，計算伺服閥閥芯的過沖動能和殘余粘滯力；
32、基于過沖動能和殘余粘滯力，動態(tài)確定驅(qū)動電流的回落目標值和回落速率；
33、將驅(qū)動電流以回落速率瞬時回落到回落目標值；
34、根據(jù)伺服閥閥芯突破固著瞬間的閥芯位移變化率、液壓油的溫度和液壓油的壓力，動態(tài)調(diào)整阻尼控制的參數(shù)；
35、啟動阻尼控制使伺服閥的閥芯位置穩(wěn)定。
36、通過技術(shù)方案，能夠針對固著突破后的過沖現(xiàn)象，通過計算過沖動能和殘余粘滯力，動態(tài)調(diào)整驅(qū)動電流的回落策略和阻尼控制參數(shù)，實現(xiàn)了對閥芯位置的快速穩(wěn)定，有效抑制了過沖，保護了系統(tǒng)。
37、作為技術(shù)改進，本技術(shù)還提出了一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法，其中，根據(jù)伺服閥閥芯在突破固著瞬間的閥芯位移變化率、液壓油的溫度和液壓油的壓力，計算伺服閥閥芯的過沖動能和殘余粘滯力的步驟包括：
38、實時采集伺服閥的閥芯位移、驅(qū)動電流、液壓油的溫度和液壓油的壓力；
39、根據(jù)閥芯位移，識別伺服閥閥芯的運動狀態(tài)；運動狀態(tài)包括閥芯位移量、閥芯速度和閥芯加速度；
40、根據(jù)驅(qū)動電流，識別作用在伺服閥閥芯上的驅(qū)動力；
41、根據(jù)液壓油的溫度和液壓油的壓力，獲取液壓油對應的物理特性；物理特性包括液壓油的粘度、液壓油的密度和液壓油的壓縮性；
42、結(jié)合伺服閥閥芯的運動狀態(tài)、驅(qū)動力以及液壓油的物理特性，動態(tài)計算伺服閥閥芯的過沖動能和殘余粘滯力；動態(tài)計算的過程通過迭代修正，使計算結(jié)果與伺服閥閥芯的實際運動軌跡和受力狀態(tài)相匹配。
43、通過技術(shù)方案，能夠通過多參數(shù)的實時采集和動態(tài)計算，結(jié)合迭代修正，精確評估閥芯的過沖動能和殘余粘滯力，為過沖抑制策略提供了更準確的物理模型支撐。
44、更進一步地，本技術(shù)還提出了一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法，其中，結(jié)合伺服閥閥芯的運動狀態(tài)、驅(qū)動力以及液壓油的物理特性，動態(tài)計算伺服閥閥芯的過沖動能和殘余粘滯力；動態(tài)計算的過程通過迭代修正，使計算結(jié)果與伺服閥閥芯的實際運動軌跡和受力狀態(tài)相匹配的步驟包括：
45、基于伺服閥閥芯在不同行程段的運動特性、驅(qū)動力以及液壓油的物理特性，對伺服閥閥芯與閥套間隙內(nèi)的固著力進行分段計算，得到分段固著力數(shù)據(jù)；
46、通過對比分段固著力數(shù)據(jù)與伺服閥閥芯在對應行程段的實際運動響應，對各行程段的固著力計算參數(shù)進行迭代修正，直至各行程段的固著力計算結(jié)果與伺服閥閥芯在對應行程段的實際運動響應相匹配。
47、通過技術(shù)方案，能夠通過分段計算和迭代修正，更精確地模擬閥芯在不同行程段的固著力，使得計算結(jié)果與實際運動響應高度匹配，進一步提升了過沖抑制的精準性。
48、作為進一步改進，本技術(shù)還提出了一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法，其中，根據(jù)伺服閥閥芯突破固著瞬間的閥芯位移變化率、液壓油的溫度和液壓油的壓力，動態(tài)調(diào)整阻尼控制的參數(shù)的步驟包括：
49、根據(jù)伺服閥閥芯突破固著瞬間的閥芯位移變化率、液壓油的溫度和液壓油的壓力，計算伺服閥閥芯的閥芯瞬時慣性、液壓阻尼系數(shù)和殘余摩擦力；
50、根據(jù)閥芯瞬時慣性、液壓阻尼系數(shù)和殘余摩擦力，調(diào)整阻尼控制的比例增益、積分時間、微分時間。
51、通過技術(shù)方案，能夠根據(jù)閥芯突破固著瞬間的動態(tài)參數(shù)，實時計算并調(diào)整阻尼控制的pid參數(shù)，使得阻尼控制更加適應閥芯的實際運動狀態(tài)，從而實現(xiàn)更快速、更穩(wěn)定的位置控制。
52、在上述基礎上，本技術(shù)還提出了一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法，其中，根據(jù)閥芯瞬時慣性、液壓阻尼系數(shù)和殘余摩擦力，調(diào)整阻尼控制的比例增益、積分時間、微分時間的步驟包括：
53、根據(jù)閥芯瞬時慣性、液壓阻尼系數(shù)、殘余摩擦力、實時監(jiān)測的液壓油的溫度變化速率和液壓油的壓力變化速率，評估液壓油的物理特性突變程度；
54、基于物理特性突變程度，對阻尼控制的比例增益、積分時間、微分時間進行預補償調(diào)整；
55、在預補償調(diào)整后，持續(xù)監(jiān)測伺服閥的閥芯位置和閥芯速度；
56、根據(jù)閥芯位置和閥芯速度共同反映的伺服閥閥芯的實際運動響應與期望響應的偏差，對阻尼控制的比例增益、積分時間、微分時間進行實時調(diào)整。
57、通過技術(shù)方案，能夠通過考慮液壓油物理特性的突變程度進行預補償，并結(jié)合閥芯的實際運動響應進行實時調(diào)整，使得阻尼控制的參數(shù)調(diào)整更加精準和自適應，進一步提高了閥芯位置的穩(wěn)定性和控制精度。
58、第二方面，本技術(shù)還公開了一種耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于執(zhí)行耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)，包括：
59、粘滯程度量化模塊，用于持續(xù)監(jiān)測并獲取伺服閥對應的驅(qū)動電流，并根據(jù)驅(qū)動電流的電流特征，量化伺服閥閥芯的粘滯程度；
60、固著解除判斷模塊，用于在接收到將耐高溫液壓泵從保壓狀態(tài)切換到增大流量輸出模式的指令時，獲取伺服閥閥芯的粘滯程度，并根據(jù)粘滯程度，判斷是否需要啟動固著解除程序，得到固著解除判斷結(jié)果；
61、解除程序啟動模塊，用于若固著解除判斷結(jié)果表示需要啟動固著解除程序，則向伺服閥施加驅(qū)動電流；驅(qū)動電流以預設的均勻速率逐步增加；
62、實際位置監(jiān)測模塊，用于在驅(qū)動電流以預設的均勻速率逐步增加的過程中，實時監(jiān)測伺服閥閥芯的實際位置；
63、驅(qū)動電流調(diào)整模塊，用于當監(jiān)測到伺服閥閥芯的實際位置發(fā)生預設距離的移動時，立即停止驅(qū)動電流的均勻速率逐步增加并調(diào)整驅(qū)動電流。
64、通過技術(shù)方案，能夠提供一種實現(xiàn)上述耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法的系統(tǒng)，通過模塊化的設計，實現(xiàn)了對伺服閥閥芯粘滯程度的智能識別、固著解除程序的受控啟動以及驅(qū)動電流的精準調(diào)整，從而有效解決了高溫高壓保壓后伺服閥閥芯固著導致的啟動困難和流量沖擊問題。
65、有益效果
66、本技術(shù)公開的耐高溫液壓泵流量調(diào)節(jié)方法，通過持續(xù)監(jiān)測伺服閥的驅(qū)動電流特征，能夠準確量化伺服閥閥芯的粘滯程度，從而在接收到流量調(diào)節(jié)指令時，能夠根據(jù)閥芯的實際粘滯情況，智能判斷是否需要啟動固著解除程序。當需要啟動固著解除程序時，該方法以預設的均勻速率逐步增加驅(qū)動電流，并在此過程中實時監(jiān)測閥芯的實際位置。一旦監(jiān)測到閥芯發(fā)生預設距離的移動，即刻停止電流的均勻增加并進行調(diào)整。這種策略有效避免了傳統(tǒng)方法中因盲目增加驅(qū)動電流而導致的閥芯過沖現(xiàn)象，從而解決了在高溫高壓保壓工況下，液壓油劣化產(chǎn)物導致伺服閥閥芯膠質(zhì)固著，進而引發(fā)啟動困難和流量、壓力沖擊的技術(shù)難題。通過該方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對耐高溫液壓泵流量的平穩(wěn)、精確調(diào)節(jié)，顯著提升了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并有效保護了液壓元件和最終產(chǎn)品質(zhì)量。