一種軋機(jī)液壓伺服閥閥門特性的補(bǔ)償方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于軋鋼控制【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種軋機(jī)液壓伺服閥閥門特性的補(bǔ)償方法及裝置，所述方法包括：根據(jù)液壓缸無桿腔的壓強(qiáng)確定無桿腔的壓力值；判斷伺服閥的工作方向并將所述無桿腔的壓力值歸一化后限幅輸出；根據(jù)伺服閥的工作方向以及限幅輸出壓力值計(jì)算對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償因子；根據(jù)所述補(bǔ)償因子計(jì)算補(bǔ)償后的伺服閥控制信號(hào)并輸出值伺服閥。本發(fā)明按伺服閥工作方向計(jì)算出關(guān)于閥門特性的補(bǔ)償因子，該補(bǔ)償因子可隨伺服閥兩側(cè)壓力差的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，然后用補(bǔ)償因子去修正伺服閥控制信號(hào)，可將伺服閥閥門特性中的非線性部分加以線性化，從而可提高軋機(jī)控制的動(dòng)態(tài)性能。
【專利說明】一種軋機(jī)液壓伺服閥閥門特性的補(bǔ)償方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于軋鋼控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種軋機(jī)液壓伺服閥閥門特性的補(bǔ)償方 法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代軋機(jī)普遍采用液壓壓下系統(tǒng)提供軋制力，一個(gè)典型的液壓壓下系統(tǒng)由電氣控 制器、伺服閥和液壓缸組成。由電氣控制器輸出伺服閥控制信號(hào)（電壓或電流信號(hào)）給伺 服閥，控制伺服閥的開口度，不同的開口度對(duì)應(yīng)不同的液壓油流量，進(jìn)而液壓缸可提供不同 的軋制力用于軋鋼。
[0003] 通過伺服閥的液壓油流量不僅跟控制信號(hào)有關(guān)，還跟伺服閥兩側(cè)的壓力差相關(guān)。 例如，伺服閥連通液壓站和液壓缸的無桿腔，液壓油從液壓站通過所述伺服閥進(jìn)入液壓缸 的無桿腔，由伺服閥控制流量，液壓站與無桿腔之間存在壓力差，伺服閥正常工作時(shí)，在相 同的閥門開口度下，壓力差越大則通過的液壓油流量越大，反之流量越小。流量同壓力差的 關(guān)系可用下式表示：
[0004]

【權(quán)利要求】
1. 一種軋機(jī)液壓伺服閥閥門特性的補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法包括： 根據(jù)液壓缸無桿腔的壓強(qiáng)確定無桿腔的壓力值； 判斷伺服閥的工作方向并將所述無桿腔的壓力值歸一化后限幅輸出； 根據(jù)伺服閥的工作方向以及限幅輸出壓力值計(jì)算對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償因子； 根據(jù)所述補(bǔ)償因子計(jì)算補(bǔ)償后的伺服閥控制信號(hào)并輸出值伺服閥。
2. 如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述根據(jù)液壓缸無桿腔的壓強(qiáng)確定無桿腔的 壓力值步驟，具體包括： 接收軋鋼時(shí)無桿腔內(nèi)的油壓傳感器的輸出值，得到液壓缸無桿腔的壓強(qiáng)值Pv ; 將壓強(qiáng)值Pv通過一階滯后模型處理，輸出滯后壓強(qiáng)值，所述一階滯后模型的表達(dá)式為：
，其中Y(n)為一階滯后模型當(dāng)前時(shí)刻的輸出值， Y(n-l)為一階滯后模型上一時(shí)刻的輸出值，Ts為電氣控制器米樣時(shí)間，1\為一階滯后模型 時(shí)間常數(shù)，X(n)為當(dāng)前時(shí)刻無桿腔的壓強(qiáng)值，X(n-l)為上一時(shí)刻無桿腔的壓強(qiáng)值； 將所述滯后壓強(qiáng)值乘以液壓缸無桿腔的面積得到無桿腔的壓力值Ρη()η(χ1。
3. 如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述判斷伺服閥的工作方向并將所述無桿腔 的壓力值歸一化后限幅輸出步驟，具體包括： 根據(jù)伺服閥控制信號(hào)的符號(hào)判斷伺服閥的工作方向，所述伺服閥的工作方向包括控制 液壓缸壓下和控制液壓缸上抬； 以百分?jǐn)?shù)形式將無桿腔的壓力值歸一化后并加以限幅輸出，得到限幅輸出壓力值 Ρ 1 limited,nonod°
4. 如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述根據(jù)伺服閥的工作方向以及限幅輸出壓 力值計(jì)算對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償因子步驟，具體包括： 若當(dāng)前時(shí)刻伺服閥控制液壓缸壓下，則補(bǔ)償因子
式中， ΔΡΝ*伺服閥額定壓力差，ΛΡ_為最大壓力差； 若當(dāng)前時(shí)刻伺服閥控制液壓缸上抬，則補(bǔ)償因子
5. 如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述根據(jù)伺服閥的工作方向以及限幅輸出壓 力值計(jì)算對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償因子步驟，還包括下述步驟： 限制補(bǔ)償因子的值在一定范圍內(nèi)并輸出。
6. -種軋機(jī)液壓伺服閥閥門特性的補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述裝置包括： 壓力值獲取單元，用于根據(jù)液壓缸無桿腔的壓強(qiáng)確定無桿腔的壓力值； 歸一化限幅單元，用于判斷伺服閥的工作方向并將所述無桿腔的壓力值歸一化后限幅 輸出； 補(bǔ)償因子計(jì)算單元，用于根據(jù)伺服閥的工作方向以及限幅輸出壓力值計(jì)算對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償 因子； 控制信號(hào)修正單元，用于根據(jù)所述補(bǔ)償因子計(jì)算補(bǔ)償后的伺服閥控制信號(hào)并輸出值伺 服閥。
7. 如權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于，所述壓力值獲取單元包括： 壓強(qiáng)獲取模塊，用于接收軋鋼時(shí)無桿腔內(nèi)的油壓傳感器的輸出值，得到液壓缸無桿腔 的壓強(qiáng)值Pv; 滯后處理模塊，用于將壓強(qiáng)值Pv通過一階滯后模型處理，輸出滯后壓強(qiáng)值，所述一階滯 后模型的表達(dá)式為
，其中Υ(η)為一階滯后模型當(dāng)前 時(shí)刻的輸出值，Y(n-l)為一階滯后模型上一時(shí)刻的輸出值，TS為電氣控制器米樣時(shí)間，ΤΑ為 一階滯后模型時(shí)間常數(shù)，Χ(η)為當(dāng)前時(shí)刻無桿腔的壓強(qiáng)值，X(n-l)為上一時(shí)刻無桿腔的壓 強(qiáng)值； 壓力值獲取模塊，用于將所述滯后壓強(qiáng)值乘以液壓缸無桿腔的面積得到無桿腔的壓力 值P nonod °
8. 如權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述歸一化限幅單元包括： 方向判斷模塊，用于根據(jù)伺服閥控制信號(hào)的符號(hào)判斷伺服閥的工作方向，所述伺服閥 的工作方向包括控制液壓缸壓下和控制液壓缸上抬； 歸一化限幅模塊，用于以百分?jǐn)?shù)形式將無桿腔的壓力值歸一化后并加以限幅輸出，得 至IJ限幅輸出壓力值Plimited,_d。
9. 如權(quán)利要求8所述裝置，其特征在于，若當(dāng)前時(shí)刻伺服閥控制液壓缸壓下，則補(bǔ)償 因子計(jì)算單元計(jì)算得到補(bǔ)償因子
式中，ΛΡΝ為伺服閥額定壓力 差，為最大壓力差；若當(dāng)前時(shí)刻伺服閥控制液壓缸上抬，則補(bǔ)償因子計(jì)算單元補(bǔ)償因 子
10. 如權(quán)利要求9所述裝置，其特征在于，所述補(bǔ)償因子計(jì)算單元還包括： 限幅模塊，用于限制補(bǔ)償因子的值在一定范圍內(nèi)并輸出。
【文檔編號(hào)】F15B13/02GK104088844SQ201410331992
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】陳躍華 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司