单双泵控混合分布式挖掘机液压系统性能分析

针对泵控非对称缸中存在流量不平衡问题和挖掘机(动臂、斗杆及铲斗)各液压缸的多象限工况,提出一种单双泵控混合分布式挖掘机液压系统。基于挖掘作业时工作装置的各液压缸速度-负载特性,为二象限工况的动臂设计单泵控液压单元,四象限工况的斗杆及铲斗设计双泵并联式泵控液压单元。以微型挖掘机为对象,在MATLAB/Simulink中建立多体动力学模型和液压系统模型,设计PID位置控制器,在典型挖掘工况下进行仿真分析。结果表明:单泵式的效率与双泵并联式的基本相当,但后者在负载力突变时,几乎不产生速度波动;在典型挖掘工况下,所提出的单双泵控混合分布式挖掘机液压系统的总效率为62%。

自抗扰控制的单双泵控分布式挖掘机液压系统

针对挖掘机工作装置差动缸中存在流量不平衡和多象限工况,提出一种单双泵控混合分布式液压系统,其中动臂为单泵控,斗杆和铲斗为双泵并联式泵控。以某微型挖掘机为对象,分别设计单泵、双泵并联式泵控单元及其自抗扰控制器。在MATLAB/Simulink中建立附加泵控单元的工作装置动力学模型、负载敏感阀控系统和所提出的泵控系统模型;在典型挖掘循环下进行阀控和泵控系统的仿真,分析系统速度-负载特性、跟踪性能及能耗。结果表明,双泵并联式泵控能有效抑制四象限工况导致的速度波动;所提出泵控系统与阀控系统相比,三个缸的均方根误差和最大误差平均值分别增加了2.5 mm和7.5 mm,但系统效率由21%提高到60%;所设计的ADRC与PID相比,系统效率基本相当,系统响应速度得到提高,实现与阀控系统相仿的跟踪性能。