華僑大學蔡文鑫獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉華僑大學申請的專利一種電靜液系統的象限切換平滑控制方法、裝置及設備獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120469249B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510969189.3,技術領域涉及:G05B13/04;該發明授權一種電靜液系統的象限切換平滑控制方法、裝置及設備是由蔡文鑫;陳其懷;林添良;付勝杰;繆騁;姚兆源;鄭偉杰;吳狄堅;林元正;石家榕;劉宇翔;付新容設計研發完成,并于2025-07-15向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種電靜液系統的象限切換平滑控制方法、裝置及設備在說明書摘要公布了:本發明提供的一種電靜液系統的象限切換平滑控制方法、裝置及設備,涉及電液復合驅動控制技術領域。本發明通過獲取傳感器狀態信息、建立離散化狀態空間方程、設計代價函數、調用改進序列二次規劃求解最優控制量、通過線性跟蹤微分器平滑處理指令、采用電流分配策略和壓力前饋補償計算參考值,并利用PI控制器和SVPWM實現協同抗沖擊控制。本申請能夠顯著提升電液復合系統在象限切換過程中的響應速度和平穩性,有效抑制沖擊和扭矩過沖問題,延長設備使用壽命,適用于電動裝載機、挖掘機及卷揚機等復雜工況下的高性能需求場景。
本發明授權一種電靜液系統的象限切換平滑控制方法、裝置及設備在權利要求書中公布了:1.一種電靜液系統的象限切換平滑控制方法,其特征在于,包括: S1,獲取由傳感器采集的系統狀態信息、前端工況識別信息與車輛狀態信息,并通過Clack變換與Park變換處理所述系統狀態信息;其中,所述系統狀態信息包括三相電流信號、永磁同步電機的機械角速度和轉子位置,以及四象限泵馬達的進口壓力、出口壓力與當前排量值; S2,根據所述前端工況識別信息與車輛狀態信息獲取總需求扭矩與負載轉矩觀測值,結合永磁同步電機和四象限泵馬達運動學方程,建立離散化狀態空間模型,并以q軸電流、機械角速度、四象限泵馬達排量值和當前工作壓差作為控制量,在預測時間間隔和預測區間內,建立狀態空間遞推預測模型進行迭代處理,得到控制量的二次型代價函數; S3,通過序列二次規劃算法對所述二次型代價函數迭代求解,得到當前時刻電流指令最優解和泵排量指令最優解,即最優控制量;通過序列二次規劃算法對所述二次型代價函數迭代求解的過程具體為: 初始化控制向量的初值為上一控制周期的解或零向量; 設置最大迭代次數為、梯度容差為、Armijo線搜索參數為、; 在每次迭代求解過程中,首先計算當前點的梯度,公式為: ; 其中,表示當前迭代次數的梯度;為當前迭代次數的控制向量;H為對稱正定的Hessian矩陣;為梯度向量; 求解二次規劃子問題的公式為: ; 并滿足控制量約束:; 其中,為搜索方向;表示當前迭代次數的Hessian矩陣的近似矩陣;、分別為控制向量的最小值、最大值; 采用有效集法求解二次規劃子問題,通過識別活動約束集求解KKT系統,得到搜索方向,表達式為: ; 其中,為當前迭代次數的有效集約束矩陣;為有效集對應的轉置矩陣;為拉格朗日乘子向量,對應有效約束的乘子數; 接著執行非精確線搜索確定步長,即從初始搜索步長系數開始,通過回溯法檢查Armijo條件和曲率條件,Armijo條件為: ; 曲率條件為: ; 若不滿足則以縮減步長; S4,對所述最優控制量進行濾波和平滑處理,生成平滑后的電機電流指令和泵排量指令至執行機構驅動層; S5,根據平滑后的電機電流指令采用預設的電流分配策略計算直交軸參考電流,并基于平滑后的泵排量指令,通過壓力前饋補償計算最終泵排量指令; S6,采用電流環PI控制器處理所述系統狀態信息和所述直交軸參考電流,生成d-q軸參考電壓; S7,對永磁同步電機的轉子位置和所述d-q軸參考電壓進行反Park變換后,經空間矢量脈寬調制生成PWM信號驅動永磁同步電機,同時輸出比例閥控制信號至液壓變量機構執行器,實現電靜液系統在象限切換過程中的平滑控制。
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