非对称泵控差动缸速度伺服系统特性

为解决差动缸两腔面积差引起的吸排油流量不对称问题,系统应用非对称泵的结构特点使其在运动过程中能进行自动补偿。但由于两腔面积差不是严格的比例关系以及系统存在气蚀、泄漏等非线性的影响,仍然存在差动缸伸出和收回速度不一致,动静态性能差,系统能耗大等问题。针对于此,分析非对称泵控差动缸系统四象限运行特性,建立能量传输模型,从理论上阐述能量消耗和速度的关系,并进行开环特性试验验证。进一步以差动缸速度和电动机转速的特性曲线为速度闭环控制的前馈函数,提出非线性动态前馈补偿控制策略,根据工况实时调用,将计算所得值作为电动机给定转速,对差动缸的速度进行动态补偿。仿真和试验结果表明,该控制策略有效改善差动缸伸出和收回速度动静态性能,提高了系统能量效率。

永磁同步电动机直驱泵控差动缸位置伺服系统性能研究

采用交流伺服电机驱动定量液压泵闭环控制差动缸,是目前电液控制技术实现节能的新方法和研究热点。针对现有技术利用液控单向阀配流的不足,提出采用三配流窗口补偿差动缸面积差,减小液控单向阀能量交换,进一步提高系统能量利用率。试验中发现,由于泵的泄漏等不确定性因素造成系统动特性存在严重非线性、缸收回时噪声和振动大等问题,针对这些问题,采用速度、加速度前馈补偿和抗饱和积分分离PID复合控制算法进行改善,通过数字仿真确定了具体的控制器参数。试验结果表明,采用上述方法可提高位置伺服系统的动态性能和鲁棒稳定性,有效抑制了液压缸运动过程的噪声和振动,实现了液压缸上升和下降速度对称,上述方法取得了良好的控制效果。

应用进出油口独立控制原理改善泵控差动缸系统效率

针对新型双调速泵控制的差动缸电液伺服系统,特别是应用于注塑机锁模机构的情况进行了研究。在总压力和腔压力控制的基础上,进一步提出应用缸进口和出口独立控制的思想,使缸在运动过程中,背压保持较低的值,系统的压力始终与负载相适应,在满足系统动静态特性的同时,可充分发挥每台电动机的功率能力,同时降低了系统本身的能量消耗和液压泵的发热,减小电动机功率损失近20％,研究工作得到了仿真和试验验证。

用蓄能器和差动缸组成能量回收式举升系统

介绍一种笔者开发的 ,针对起升臂式系统的 ,用蓄能器和差动缸组成的能量回收式重物举升系统。该系统在上升过程中通过蓄能器放油实施大流量快速举升 ,在下降过程中利用负载重量将液压油压回蓄能器。该系统不仅可以节约能量 ,降低装机容量 ,而且解决了在重物很重时需要大量散热的问题。

转速可调泵直接闭环控制差动缸伺服系统的动特性

介绍新提出的用变转速液压泵闭环控制的差动缸电液伺服系统。新的原理是一项对环境有益的电液控制技术,组成的系统不存在原理上的节流损失,且在辅助工作周期不消耗能量,因而可极大地提高电液伺服系统的效率,研究表明,应用新提出的总压力控制原理,系统能获得与阀控回路相当的动态特性。

转速可调泵直接闭环控制差动缸伺服系统静特性

提出了应用变速泵直接闭环控制差动缸位置的节能型电液伺服控制概念，通过对控制原理的研究，确定了用双变速泵复合控制差动缸速度的回路原理补偿差动缸不对称的流量。提出总压力的控制原理削除泵泄漏及油液压缩引起缸二腔的气蚀和张紧。导出了该系统的压力流量函数和压力增益函数。

排量、转速复合泵控差动缸系统特性研究

针对传统泵控差动液压缸系统存在液压回路复杂、响应慢和能耗大的问题,提出了一种排量、转速复合控制方法,用1台伺服变量泵直接控制差动液压缸。首先,从理论上分析了泵控差动缸控制原理,将差动缸复合控制系统分为3个子系统分别进行仿真分析,进一步通过内环排量外环转速进行建模仿真分析,复合控制下响应速度比恒定转速下动态特性好。在此基础上搭建试验台,对泵控差动缸进行试验分析,在内环排量外环转速控制下较恒定转速下差动缸系统动态响应快,时间缩短13.4%;将变量泵处于恒压控制模式下,对伺服电机输入能耗进行测量,在不同转速和负载压力下进行试验,低转速大排量下系统能耗可以减少3 kW左右。通过仿真和试验,结果表明,排量、转速复合控制模式下,可有效提高泵控差动缸系统的响应速度,降低能耗。

自适应鲁棒性控制在泵控差动缸中的仿真研究

该论文研究了泵控差动缸高性能鲁棒性的位置控制。泵控差动缸液压系统的动态特性存在高度地非线性并且还存在较大程度的模型不确定性。为了解决上述问题,该文提出了一种自适应鲁棒性控制(ARC)策略,并构建了一种不连续映射参数的ARC控制器。该控制器不仅考虑了差动缸惯量负载参数以及其他参数的变化,而且考虑了如非补偿性摩擦力以及外负载等参数的不确定性非线性的影响,因此,该控制器具有鲁棒性参数自适应能力。从Bobcat 435小型挖掘机的一个实际工作循环提取的动臂缸的外负载和位移信号作为仿真模型的输入,验证了模型的正确性。仿真结果表明,ARC控制器可以迅速而准确的对外负载进行估计,极大的削弱了外负载对其自身的干扰,跟随误差非常小。

双定子多输出泵控差动缸回路的研究

针对现有泵控差动缸液压技术的不足,基于双定子多输出泵提出了新型双定子多输出泵控差动缸液压系统。在多输出定量泵和多输出变量泵的基础上,分别设计出两种新型泵控差动缸液压回路。两种新型液压回路是通过多输出泵中内、外泵排量比来补偿差动缸两腔有效面积比,进而通过单向阀实现精确补偿,其很大程度上提高了系统能量效率,其中多输出定量泵可通过切换多输出泵中内、外泵的连接方式,来补偿多种差动缸的不对称流量,提高了多输出泵的适用性。同时对该新型液压回路搭建了试验测试平台,试验结果表明:多输出泵控差动缸液压回路可解决差动缸流量不对称问题,实现差动缸两方向运动速度相同的目的。试验结果和理论分析基本一致,证明了理论分析的正确性。

定转速伺服变量泵直控差动缸系统仿真与试验研究

以定转速变排量型泵控差动缸系统为研究对象,对系统进行理论分析,在仿真软件Simulation X中建立系统的仿真模型,对定转速伺服变量泵直控差动缸系统的位置控制特性进行仿真研究。搭建试验平台,用试验的手段对仿真结果进行验证,试验结果验证了仿真结果的正确性。仿真和试验结果表明,定转速伺服变量泵直接控制差动缸系统控制特性较好,为推广应用泵控系统提供了一定的技术支持。

三通阀-差动缸数控液压伺服系统的工作原理与静、动态特性研究

数控液压伺服系统是将数控技术和液压伺服控制技术相结合的新型控制系统 .文章阐述了三通阀 -差动缸数控液压伺服系统的组成和工作原理并对实验装置的静。

电液泵控差动缸的动态控制

该文针对电液泵控差动缸系统常出现的超压、气蚀问题,提出了二位三通电磁换向阀的动态补偿控制,以平衡差动缸动态过程中流量的不对称,设计了控制系统,通过MATLAB7.6/Simulink-Simscape对系统进行了建模仿真,得出了系统在不同频率的正弦信号和阶跃信号下的位移跟踪特性曲线以及差动缸两腔压力响应曲线,并对仿真结果进行了分析。

泵控差动缸蓄能器充放油特性研究

在泵控差动缸系统中,无杆腔油液体积是有杆腔油液体积和充入蓄能器的油液体积之和,其中蓄能器起到了平衡油液体积外和动势能的回收利用的作用。考虑到蓄能器的充放油为非线性的,且工程机械的工况比较复杂,需要对不同工况下的蓄能器进行分析,该文仿真研究发现负载在不超过满载情况时,压力的变化规律与负载关系密切,与实际充放油做的功并无很直接的关系。蓄能器的效率随负载增加而增加,进一步说明了其对系统具有节能作用。

泵控差动缸系统带负载力补偿量速度/位置复合控制方法

为提高泵控差动液压缸系统运动过程的平稳性及控制精度,提出了带有负载力补偿量的速度/位置复合伺服控制策略,确定了速度前馈控制量计算模型和负载力补偿量计算模型。为实现速度控制和位置控制的平稳切换,对切换参数及切换时机进行了研究,以实际位置相对目标位置的差值作为切换参数。建立系统的仿真模型和物理试验模型,对系统进行仿真和试验研究,仿真结果和试验结果都表明,采用速度/位置复合控制策略可以实现对泵控差动缸系统的速度和位置的同时控制,在保证控制精度的前提下有效提高了差动缸的运动平稳性。为便于比较,还对泵控差动缸系统单独的位置伺服控制进行了仿真和试验研究,对比结果表明,所提出的复合控制策略具有明显的优越性。

四象限工况单双泵控差动缸控制性与效率对比

针对单泵控差动缸闭式系统需要补油单元及在负载方向频繁变化下运行速度波动的问题,提出了一种以液压蓄能器为低压油箱、单伺服电机驱动双定量泵的变转速双泵控差动缸闭式系统及其控制方法。分析了变转速单泵和双泵控差动缸闭式系统在四象限工况下的运行原理。在Matlab/Simulink中建立了液压挖掘机工作装置机构模型、单泵和双泵控差动缸闭式系统模型、速度开环和速度前馈加闭环的控制系统,并对所构建的双泵控差动缸模型进行了局部试验验证。以斗杆速度和铲斗空载为输入,通过仿真对单泵和双泵控缸闭式系统在挖掘机斗杆液压缸四象限工况下的控制性和效率进行了对比分析。结果表明,所提出的采用速度前馈加闭环控制的双泵控差动缸闭式系统,虽然总效率较单泵控差动缸闭式系统降低了4个百分点,但实现了差动缸流量的平衡,解决了由四象限工况造成的速度波动问题,且最大位移误差仅为4 mm,系统及其控制方法对于差动缸的四象限工况运行是切实可行的。

定量泵变转速控制差动缸系统特性的研究

针对差动缸两腔流量不相等问题,设计了两种定量泵变转速控制差动缸系统,分别通过电磁换向阀和新配流定量泵补偿控制差动缸两腔流量。利用Matlab/Simulink软件进行了建模仿真,比较分析了差动缸的两腔压力特性、输出特性以及系统消耗功率特性,仿真结果对其进一步试验与应用研究具有一定的指导意义。

带管道的差动缸动态特性分析及仿真

对差动液压缸系统建立数学模型,用MATLAB/Simulink模块对系统进行仿真,分析系统在阶跃输入下的瞬态响应过程,通过对系统性能指标的控制,快速达到系统的设计要求。

数控机床可调泵直接闭环控制差动缸伺服系统的新特性

介绍新提出的用变转速液压泵闭环控制的差动缸电液伺服系统以及总压力控制原理,系统能获得与阀控回路相当的动态特性。对其动特性进行研究,确定具体的控制算法和控制器参数。

伺服电机定量泵驱动差动液压缸系统效率的研究

对伺服电机和定量液压泵组合驱动差动液压缸系统的特性和效率进行研究。针对应用恒定总压力对液压缸2腔预压紧、系统能量效率低的不足,提出用负载敏感原理和总压力设定曲线预先给定的方法,使液压缸运动过程中的系统压力与负载相适应,同时维持背压在一个较低的值,减小了系统的能耗和泵的发热。进一步提出用低压蓄能器对液压缸2腔预压紧的回路原理,不仅简化了控制回路,也降低了电机和液压系统的能耗。研究工作获得了数字仿真和试验的验证。