对称伺服阀控制单出杆液压缸的理论探讨

本文针对对称伺服阀控制单出杆液压缸的特点,按能量守恒原则重新定义了负载压力和负载流量,推导了阀控不对称缸的数学模型,并简要分析了系统的动。

非对称泵控单出杆液压缸实验方法研究

非对称泵是一种可平衡单出杆液压缸有杆腔和无杆腔不对称流量的新型高效节能元件,对消除或减少液压系统能量损失具有显著效果,故需要在现有研究基础上从原理、功能及使用等方面不断完善改进,以便于投入到工程应用中。由于非对称泵结构的特殊性,进行泵控单出杆液压缸台架实验设计是非对称泵在液压回路中使用的基础性研究。实验回路中,非对称泵A油口接单出杆液压缸有杆腔、B油口接单出杆液压缸无杆腔、C油口接蓄能器、利用DSpace控制非对称泵斜盘倾角,达到变量控制液压缸。理论和实验表明,非对称泵可以有效匹配单出杆液压缸有杆腔和无杆腔不对称流量,实现非对称泵控单出杆液压缸的有效节能控制。

单出杆液压缸位置伺服系统输出反馈控制

针对具有状态不可测的单出杆液压缸位置伺服系统,提出一种基于扩张状态观测器和鲁棒控制器的输出反馈控制算法。所构造的扩张状态观测器在观测系统状态的同时,对系统的匹配未知干扰进行估计,并在设计的控制器中进行主动干扰补偿,提高系统控制性能。理论分析表明,本文所提出的液压位置伺服系统输出反馈控制器能够保证闭环系统的所有信号有界,以及保证预定的瞬态和稳态跟踪性能,当系统不存在未知干扰时可使系统获得渐近跟踪性能。由仿真结果可见,系统跟踪误差最大约为0.03mm,相对跟踪误差约为0.02%,证明了所提算法的有效性。

SIWR-II水下作业机械手动力机构——阀控单出杆液压缸性能分析

本文对哈尔滨工程大学机电工程学院所研制的SIWR -II水下作业机械手的动力机构—对称阀控单出杆液压缸进行了系统分析。比较了活塞杆向两个不同方向运动时的控制性能 ,通过对零位特性的分析 ,找出了该动力机构在零位附近控制性能恶化的原因 。

直驱式单出杆对称液压促动器电液伺服系统研究

设计一种新型液压促动器,采用直驱式容积控制技术与单出杆对称液压缸相结合,具有控制灵活、出力大、无溢流节流损失、发热量低、效率高、正反向运动特性相同等优点。对系统中各元件进行深入剖析,建立系统非线性模型,进行AMESim/Simulink联合仿真,并与传统的线性传递函数模型仿真结果进行对比分析,探究系统死区非线性的成因,同时搭建实验平台进行研究,验证了仿真结果的正确性。

非对称泵直驱液压挖掘机斗杆特性研究

与阀控系统相比,泵控闭式系统具有无节流损失、驱动与动势能回收一体化的优点,是电液控制技术的发展方向,但对于目前广泛应用的单出杆液压缸,采用传统的进出口流量对称型液压泵,需要附加复杂的流量补偿回路平衡液压缸的面积差,在负载方向改变时会产生压力和速度突变,影响系统运行品质。为解决这些问题,提出一种能够匹配单出杆液压缸面积差的非对称泵闭式系统方案,在对称型轴向柱塞泵的基础上,将原配流窗口由2个修改为3个,其中与原泵出油口连通的窗口不变,连通单出杆液压缸的无杆腔。将原吸油窗口修改为2个,其中1个窗口与单出杆液压缸的有杆腔连通;第3个配流窗口为补偿窗口,与蓄能器或液压油箱连通。建立系统试验台,测试验证该新型系统方案的有效性,进一步将新回路原理用于控制液压挖掘机的斗杆,并对采用新方案后斗杆的运行和能效特性进行联合研究。研究表明,与传统对称泵控系统相比较,新系统具有良好的控制特性,可消除负载方向改变造成的速度波动,同时也显著降低了系统能耗。

2D阀控单出杆激振缸低频特性研究

针对传统电液激振器振动频率难以提高的现状,提出了一种基于差动连接的2D阀控单出杆液压缸的新型电液激振器。阐述了激振器的工作原理,建立了数学模型并进行了仿真分析,设计了电液激振器并进行了实验研究。理论和实验结果表明:振动频率在5Hz以下工作时,激振器输出的振动波形容易出现饱和现象;随着频率的提高,饱和现象就不容易出现。激振器输出力的大小与2D阀的轴向开口成正比关系,轴向开口越大,输出的力越大。

新型液压马达-机械直线执行器的运行特性

单出杆液压缸作为工程机械中最常见的液压执行器,由于其两腔面积的不对称性,造成了流量不匹配等问题;电动缸通过伺服电机驱动滚珠丝杠,解决了单出杆液压缸面积不对称的缺点,但受电机功率密度低的影响,难以满足重载工况下输出低速大扭矩的要求。针对上述问题,提出采用液压马达代替电动机驱动滚珠丝杠的方案,并通过开式泵阀分段控制方式对新系统进行闭环控制。结果表明:新系统可以实现快速、准确的位置控制;推杆在进给和回程阶段,压力、流量、速度完全相同,系统无溢流损失;当输入正弦信号的幅值为50 mm时,系统的带宽为0.8 Hz;系统具备良好的抗负载干扰能力。

一种新型可变气门驱动系统的研究

本文首先提出一种新型的基于高速开关阀的可变气门驱动系统,详细介绍该系统的结构和工作原理。其次,为了研究该系统的动态特性,建立该系统的动态数学模型。通过AMESim的动态仿真,分析关键结构因素对该系统动态特性的影响规律,表明新型可变气门系统可用于4000r/m发动机气门的驱动。最后,提出了有效改善该系统动态特性优化措施,通过改善该气门驱动技术,其将可用于6000r/m汽车发动机气门驱动。

非对称轴向柱塞泵的研究

提出了一种具有三个配流窗口的轴向柱塞泵,用来补偿单出杆液压缸两腔面积差引起的流量不平衡,同时减小了液压缸在换向时的压力冲击,使液压泵与液压缸的流量完全匹配,实现泵控单出杆液压缸系统。

变转速泵控系统的位置控制特性研究

针对目前大型粉末压机普遍存在的控制位置定位不准的难题,设计并搭建了基于伺服电机变转速的泵控系统实验装置。为了解决控制位置定位不准的难题,通过分析粉末压机定位的工作原理及特性,基于液压系统通用的流量连续性原理和理论力学中的力平衡原理,采用AMESim软件搭建整个系统并进行数学建模与MATLAB联合仿真,应用模糊PID控制理论,设计出了适用于该液压系统模型下的控制算法来保证系统的精确位置输出。仿真结果表明,运用模糊PID控制方法能够避免摩擦力、变负载等带来的干扰,有效地消除了单出杆液压缸的位移超调,实现了变负载下单出杆液压缸的精确位置控制。