具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

对于每个单泵系统，由于液压泵本身结构特性，使得吸油和压油过程中，瞬时流量是不均匀的，随时间而变化。在液压泵连续转动时，每转中各瞬时的流量却按同一规律重复变化，这种现象称为液压泵的流量脉动。以正弦波流量脉动为例，这个流量脉动的简化模型用公式表示为：

Q＝asinωt+b

其中，Q为输出流量，a、b为常数，ω为流量波动频率，t为时间。这种流量脉动除了会造成系统振动、甚至产生噪声污染外，更会使得系统控制能力减弱、降低产品质量、甚至危害到系统的元器件。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种多泵合流的流量脉动消除方法的流程图，本实施例可适用于对多泵合流进行流量脉动消除等方面，该方法可以由多泵合流的流量脉动消除装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在具有多泵合流的流量脉动消除功能的电子设备如计算机中，该方法具体包括如下步骤：

步骤110、获取主泵和至少一个副泵的转速。

其中，主泵的转速大于或等于零，副泵的转速大于或等于零，主泵的转速和副泵的转速相同或不同，多泵合流的流量脉动消除装置可通过自身设置的与各泵的电机电连接的端口获取各泵的转速。

步骤120、根据主泵的转速和副泵的转速调节副泵的转速，控制主泵和副泵的机械角度位置差达到预设目标角度位置差。

其中，预设目标角度位置差为2π/N的整数倍，N为主泵和副泵的总数。以两个副泵为例，若设定主泵的初始机械角度为零，则两个副泵与主泵的机械角度位置差需达到2π/3，即控制两个副泵的机械角度位置分别为2π/3和4π/3，以对各泵的流量进行控制。

具体的，当各泵转速为零时，将主泵的初始机械角度设定为零，控制副泵进行加速和减速，并调节加速和减速的时间，直到副泵减速到零时的机械角度位置为预设目标角度位置。图2是本发明实施例一提供的一种副泵转速变化的示意图，参考图2，控制第一副泵在t₀到t₁时间段内先增速到n_1max再减速到零，并控制第二副泵在t₀到t₂时间段内先增速到n_2max再减速到零，调节各副泵加速和减速的时间，以保证各副泵减速到零时的机械角度位置为预设目标角度位置。图3是本发明实施例一提供的一种主泵和副泵的结构示意图，以副泵包括第一副泵和第二副泵为例，若主泵的初始机械角度为零，则第一副泵与主泵的机械角度位置差为：

其中，为第一副泵的机械角度位置，ω₁为第一副泵的流量波动角频率，ω₁＝2πn₁N_L/60，_NL为泵的叶片数或齿轮数；第二副泵与主泵的机械角度位置差为：

其中，为第二副泵的机械角度位置，ω₂为第二副泵的流量波动角频率，ω₂＝2πn₂N_L/60。

另外，当各泵转速大于零时，控制副泵进行加减速运行，调节副泵进行加减速的时间，直到副泵加减速后的速度和主泵的速度相同时，各副泵相对主泵的机械角度位置差值为预设目标角度位置差。图4是本发明实施例一提供的另一种副泵转速变化的示意图，参考图4，主泵的转速为n₀，各副泵与主泵的机械角度位置差：

其中，为第一副泵的机械角度位置，ω₁为第一副泵的流量波动角频率，ω₁＝2πn₁N_L/60，为主泵的机械角度位置，ω₀为主泵流量波动角频率，ω₀＝2πn₀N_L/60，为第二副泵的机械角度位置，ω₂为第二副泵的流量波动角频率，ω₂＝2πn₂N_L/60，N_L为泵的叶片数或齿轮数。并且，加速和减速时间可以相同，在加速和减速时间相同时需控制转速和时间两个量，在进行一次调节前，可设定调节时间一定，再根据预设目标角度位置差确定各泵调节时最大转速n_1max、n_2max，即为一个周期的规划。

步骤130、基于预设目标角度位置差，控制主泵和副泵同步运行，将各泵同步运行时的流量合流输出，得到总流量。

具体的，当控制主泵和副泵的机械角度位置差达到预设目标角度位置差后，控制主泵和副泵同步运行，若主泵的实际输出流量为Q₀，Q₀＝a₀sinω₀t+b₀，第一副泵的实际输出流量为Q₁，Q₁＝a₁sinω₁t+b₁，第二副泵的实际输出流量为Q₂，Q₂＝a₂sinω₂t+b₂，则合流输出的总流量为Q，Q＝Q₀+Q₁+Q₂＝a₀sinω₀t+a₁sinω₁t+a₂sinω₂t+b₀+b₁+b₂；当各泵的转速相同时，ω₀＝ω₁＝ω₂；各泵性能相同，则a₀＝a₁＝a₂，b₀＝b₁＝b₂；当各泵的流量波形相位差为2π/3时，所述总流量 可以看出，合流输出的总流量为3b₀，即各泵的流量脉动在总流量中相互抵消，从而消除了多泵合流中的流量脉动。

本实施例提供的多泵合流的流量脉动消除方法，根据获取的主泵的转速和副泵的转速调节副泵的转速，控制主泵和副泵的机械角度位置差达到预设目标角度位置差，并基于预设目标角度位置差，控制主泵和副泵同步运行，将各泵同步运行时的流量合流输出得到总流量，使多泵合流输出流量时各泵的流量脉动错开特定相位，并使流量脉动的波峰和波谷叠加，从而在多泵合流的总流量中消除流量脉动。

实施例二

图5是本发明实施例二提供的一种多泵合流的流量脉动消除方法的流程图，本实施例可适用于对多泵合流进行流量脉动消除等方面，该方法可以由多泵合流的流量脉动消除装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在具有多泵合流的流量脉动消除功能的电子设备如计算机中，该方法具体包括如下步骤：

步骤210、获取主泵和至少一个副泵的转速。

其中，副泵包括第一副泵和第二副泵，主泵的转速和副泵的转速相同或不同，多泵合流的流量脉动消除装置可通过自身设置的与各泵的电机电连接的端口获取各泵的转速。

步骤220、根据主泵的转速和副泵的转速调节副泵的转速，控制主泵和副泵的机械角度位置差达到预设目标角度位置差。

其中，预设目标角度位置差为2π/N的整数倍，N为主泵和副泵的总数。以两个副泵为例，若主泵的转速为零，可设定主泵的初始机械角度为零，则两个副泵与主泵的机械角度位置差需达到2π/3，即控制两个副泵的机械角度位置分别为2π/3和4π/3，以对各泵的流量进行控制。主泵转速为零和不为零时的调节过程可分别参考图2和图4，具体过程在上述实施例中已说明，在此不再赘述。

步骤230、启动主泵，当主泵的流量小于所需流量时，启动第一副泵，并控制第一副泵的流量达到所需流量的一半。

具体的，若各泵的转速均为零，则可先启动主泵，当主泵的流量小于所需流量时，启动第一副泵，可调节第一副泵的速度使第一副泵的流量达到所需流量的一半，从而使主泵和第一副泵合流输出的总流量不低于所需流量。

步骤240、降低主泵的转速直到主泵的流量降低到所需流量的一半，并在主泵的转速和第一副泵的转速同步后，控制主泵的机械角度和第一副泵的机械角度同步，使主泵的机械角度位置和第一副泵的机械角度位置均匀分布。

具体的，第一副泵的流量已达到所需流量的一半，为避免流量过多浪费，可降低主泵的转速直到主泵的流量降低到所需流量的一半，使主泵和第一副泵合流输出的总流量正好达到所需流量。并在主泵的转速和第一副泵的转速同步后，控制主泵的机械角度和第一副泵的机械角度同步，即控制主泵和第一副泵的机械角度位置差保持预设目标角度位置差，使主泵的机械角度位置和第一副泵的机械角度位置均匀分布，以消除主泵和第一副泵合流输出的总流量中的流量脉动。

步骤250、当需要三泵合流时，启动第二副泵，控制第二副泵的流量达到所需流量的三分之一，并降低主泵的转速和第一副泵的转速，使主泵的流量和第一副泵的流量均降低到所需流量的三分之一。

具体的，启动第二副泵后，可通过调节第二副泵的转速对第二副泵的流量进行控制，并控制第二副泵的流量达到所需流量的三分之一，同时降低主泵的转速和第一副泵的转速，使主泵的流量和第一副泵的流量均降低到所需流量的三分之一，使三泵合流输出的总流量达到所需流量，满足实际流量所需并避免流量过多造成浪费。

步骤260、控制主泵的机械角度和第一副泵的机械角度以及第二副泵的机械角度同步，使主泵的机械角度位置和第一副泵的机械角度位置以及第二副泵的机械角度位置均匀分布。

具体的，参考图3，图3中各泵的机械角度位置分布即为均匀分布，主泵的机械角度位置和第一副泵的机械角度位置以及第二副泵的机械角度位置均匀分布，即主泵和第一副泵的机械角度位置差为预设目标角度位置差，主泵和第二副泵的机械角度位置差为预设目标角度位置差。

步骤270、控制各泵的机械角度位置差保持稳定，使各泵产生的流量脉动消除。

具体的，可通过泵的叶片数和个数确定各副泵和主泵的预设目标角度位置差，根据预设目标角度位置差和各泵运行时的机械角度位置确定机械角度偏差δ，并调节各泵的机械角度位置直至机械角度偏差的绝对值小于预设最大允许偏差。图6是本发明实施例二提供的一种角度位置调节闭环控制的示意图，参考图6，第i个副泵与主泵所需达到的给定机械角度位置差为机械角度偏差 为第i个副泵的机械角度位置，为主泵的机械角度位置，为预设目标角度位置差，N_L为泵的叶片数，N_a为多泵合流中泵的个数。在安装泵以及与泵连接的电机时，应固定电机转子和泵的轴的相对位置，各单泵系统与其他的单泵系统固定方式应相同。与泵连接的伺服电机将机械角度位置差反馈至与伺服电机电连接的控制器，多泵合流的流量脉动消除装置通过控制器控制伺服电机输出副泵与主泵的实际机械角度位置差直至机械角度偏差的绝对值小于最大允许偏差δ₀，从而实现闭环控制，保证各泵的机械角度偏差在合理范围内，即控制各泵的机械角度位置差保持稳定，以保证三泵合流时在输出的总流量中各泵产生的流量脉动消除。

另外，若各泵的转速均为零，则设定主泵的初始机械角度为零，并以主泵的机械角度位置为基准，通过各泵的伺服驱动器控制电机分配各副泵的初始机械角度位置(副泵的初始机械角度位置为2π/N的整数倍，N为主泵和副泵的总数)，并基于各泵的初始机械角度位置，调节各泵流量使总流量达到预设流量值，控制各泵的机械角度位置差保持稳定，使各泵产生的流量脉动消除。

本实施例提供的多泵合流的流量脉动消除方法，通过控制主泵的机械角度和第一副泵的机械角度以及第二副泵的机械角度同步，使主泵的机械角度位置和第一副泵的机械角度位置以及第二副泵的机械角度位置均匀分布，并控制各泵的机械角度位置差保持稳定，使多泵合流输出流量时各泵的流量脉动错开特定相位，并使流量脉动的波峰和波谷叠加，从而在多泵合流的总流量中消除流量脉动。

实施例三

图7是本发明实施例三提供的一种多泵合流的流量脉动消除装置的结构框图，该装置包括转速获取模块310、位置差控制模块320和流量确定模块330；其中，转速获取模块310用于获取主泵和至少一个副泵的转速；位置差控制模块320用于根据主泵的转速和副泵的转速调节副泵的转速，控制主泵和副泵的机械角度位置差达到预设目标角度位置差；其中，预设目标角度位置差为2π/N，N为主泵和副泵的总数；流量确定模块330用于基于预设目标角度位置差，控制主泵和副泵同步运行，将各泵同步运行时的流量合流输出，得到总流量。

在上述实施方式的基础上，位置差控制模块320包括角度设定单元和速度控制单元；其中，角度设定单元用于当各泵转速为零时，将主泵的初始机械角度设定为零；速度控制单元用于控制副泵进行加速和减速，并调节加速和减速的时间，直到副泵减速到零时的机械角度位置为预设目标角度位置。

优选的，副泵包括第一副泵和第二副泵，主泵的初始机械角度为零，则第一副泵与主泵的机械角度位置差为：

其中，为第一副泵的机械角度位置，ω₁为第一副泵的流量波动角频率，ω₁＝2πn₁N_L/60，N_L为泵的叶片数或齿轮数；

第二副泵与主泵的机械角度位置差为：

其中，为第二副泵的机械角度位置，ω₂为第二副泵的流量波动角频率，ω₂＝2πn₂N_L/60。

在一种实施方式中，位置差控制模块320包括加减速控制单元和时间调节单元；其中，加减速控制单元用于当各泵转速大于零时，控制副泵进行加减速运行；时间调节单元用于调节副泵进行加减速的时间，直到副泵加减速后的速度和主泵的速度相同时，各副泵相对主泵的机械角度位置差值为预设目标角度位置差。其中，主泵的转速为n₀，副泵包括第一副泵和第二副泵，各副泵与主泵的机械角度位置差：

其中，为第一副泵的机械角度位置，ω₁为第一副泵的流量波动角频率，ω₁＝2πn₁N_L/60，为主泵的机械角度位置，ω₀为主泵流量波动角频率，ω₀＝2πn₀N_L/60，为第二副泵的机械角度位置，ω₂为第二副泵的流量波动角频率，ω₂＝2πn₂N_L/60，N_L为泵的叶片数或齿轮数。

在一种实施方式中，若各泵的转速均为零，则设定主泵的初始机械角度为零；流量确定模块330包括角度分配单元、流量调节单元和脉动消除单元；其中，角度分配单元用于以主泵的机械角度位置为基准，通过各泵的伺服驱动器控制电机分配各副泵的初始机械角度位置；其中，副泵的初始机械角度位置为2π/N的整数倍，N为主泵和副泵的总数；流量调节单元用于基于各泵的初始机械角度位置，调节各泵流量使总流量达到预设流量值；脉动消除单元用于控制各泵的机械角度位置差保持稳定，使各泵产生的流量脉动消除。

优选的，流量确定模块330包括第一启动单元、流量控制单元、第二启动单元、角度控制单元和位置差控制单元；其中，启动单元用于启动主泵，当主泵的流量小于所需流量时，启动第一副泵，并控制第一副泵的流量达到所需流量的一半；流量控制单元用于降低主泵的转速直到主泵的流量降低到所需流量的一半，并在主泵的转速和第一副泵的转速同步后，控制主泵的机械角度和第一副泵的机械角度同步，使主泵的机械角度位置和第一副泵的机械角度位置均匀分布；第二启动单元用于当需要三泵合流时，启动第二副泵，控制第二副泵的流量达到所需流量的三分之一，并降低主泵的转速和第一副泵的转速，使主泵的流量和第一副泵的流量均降低到所需流量的三分之一；角度控制单元用于控制主泵的机械角度和第一副泵的机械角度以及第二副泵的机械角度同步，使主泵的机械角度位置和第一副泵的机械角度位置以及第二副泵的机械角度位置均匀分布；位置差控制单元用于控制各泵的机械角度位置差保持稳定，使各泵产生的流量脉动消除。

在一种实施方式中，流量确定模块330包括位置差确定单元和角度偏差确定单元；其中，位置差确定单元用于通过泵的叶片数和个数确定各副泵和主泵的预设目标角度位置差；角度偏差确定单元用于根据预设目标角度位置差和各泵运行时的机械角度位置确定机械角度偏差，并调节各泵的机械角度位置直至机械角度偏差的绝对值小于预设最大允许偏差。其中，机械角度偏差为δ， 为第i个副泵的机械角度位置，为主泵的机械角度位置，为预设目标角度位置差；多泵合流中第i个副泵与主泵的机械角度位置差为 表示为：

其中，N_L为泵的叶片数，N_a为多泵合流中泵的个数。

本实施例提供的多泵合流的流量脉动消除装置与本发明任意实施例提供的多泵合流的流量脉动消除方法属于相同的发明构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的多泵合流的流量脉动消除方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。