泵阀复合式电液负载模拟器流量压力协调控制

针对地面半实物负载模拟实验存在的被测试舵机运动干扰问题,提出流量压力协调控制电液负载模拟方法,并基于泵阀复合电液负载模拟器的加载给出方案。围绕泵阀复合电液负载模拟器建立系统数学模型;基于对泵阀职能分工的思想,利用反步滑模控制器设计方法,分别为泵控闭式子系统和阀控子系统设计速度伺服和力伺服控制器。通过联合仿真,验证所提出的技术方案和控制策略的可行性及有效性。结果表明:所提流量压力协调控制电液负载模拟方法具有优良的加载性能,且对降低系统功耗有显著效果。

多级压力源液压机泵阀复合智能控制系统设计

针对传统液压机泵阀控制系统传动效率低、节能效益差的问题,本文设计了多级压力源液压机泵阀复合智能控制系统。并分析了多级压力源系统组成结构以及泵阀复合控制的原理,根据液压泵能耗组成构建多级压力源液压机能耗模型,选择多级压力源液压机泵的变频节流方式时进行调速。考虑负载扰动、流量脉动等因素对多级压力源液压机的制约,采用小波神经网络对液压缸进行双闭环的控制。实验结果表明,该系统能够在载荷扰动情况下对静压力成型线上的液压缸进行良好的控制,液压缸的位移跟踪响应准确性好,液压缸两端的压力响应在0.4 s左右达到稳定位置,平均节能量为88 J。

泵阀复合进出口独立控制液压挖掘机特性研究

传统四边联动阀控制液压执行器可控性差、在超越负载工况能耗大。为改进这些不足,提出动臂、斗杆液压缸和回转液压马达采用泵阀复合、流量压力匹配进出口独立控制、铲斗液压缸与行走液压马达采用原有四边联动阀的液压挖掘机整机方案。建立液压挖掘机机械结构多刚体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机分别对采用负载敏感系统和新回路系统控制的动臂、斗杆和回转马达三个执行机构动静态性能和能耗特性进行研究。进一步构建基于上述原理的试验测试样机,试验结果表明所建立数字样机具有较高的准确性;采用流量匹配进出口独立控制方法可以显著降低阀口工作压差,提高能量利用效率,减小执行机构压力冲击,提高整机运行平稳性。

快锻液压机泵阀复合控制系统节能性研究

为了从快锻液压机的能量源头出发降低系统的溢流损失和压力损失,提出了一种快锻液压机泵阀复合控制系统,通过相关理论对泵阀复合控制系统的节能机理进行了定性分析,通过实验定量研究了泵阀复合控制系统的能耗。实验结果表明:快锻液压机泵阀复合控制系统的能量利用率达到了31.9%,与电液比例阀控系统相比提高了近5倍,同时泵阀复合控制系统的输入功率仅为电液比例控制系统的18.4%。研究结果对提高快锻液压机的能量利用率并降低系统能耗具有重要意义。

快锻液压机液压驱动系统泵阀复合控制研究

针对锻造液压机电液比例阀控系统快锻工况时传动效率低下的问题,提出了一种基于变频调节的快锻液压机泵阀复合控制原理。建立了其数学模型,给出了位移闭环控制和泵口压力负载敏感控制相结合的泵阀复合控制策略,并对其进行了实验研究。实验结果表明,基于泵阀复合控制的0.6MN液压机快锻系统,理想的快锻频次能够达到60次/分钟,位置控制精度为0.5mm。与传统的电液比例阀控系统相比,装机功率降低至18.6%,传动效率提高了25%。并分析了泵口与液压缸工作腔压差Δp大小和锻造频率f变化对其控制特性的影响规律。

汽车起重机变转速泵阀复合控制研究

起重机采用传统阀前补偿负载敏感(LS)系统对变幅伸缩机构进行控制时,怠机状态和单独动作时能量损耗较大,且因系统的压力闭环控制是通过液压管道进行信号传输,存在信号传输慢、动态特性低等问题。基于此,提出一种变转速泵阀复合控制方案,在系统怠机工况和单独动作工况时采用变转速泵控方案,复合动作工况时采用变转速泵控与阀控相结合的方案。即怠机状态通过电机扭矩限幅保证系统的控制油压,单动状态通过电机变转速控制输入到执行机构的流量;复合动作通过压力传感器采集泵口及负载压力信号,电机扭矩闭环实现负载敏感功能,再通过主阀调节输入到变幅伸缩机构的流量。仿真结果表明:采用改进后的方案,怠机和单动工况均能减少系统能量损耗,复合动作提升了系统的动态响应特性。

汽车起重机泵阀复合系统高性能控制研究

汽车起重机泵阀复合控制系统是通过永磁同步电机和比例阀的协同控制实现变幅伸缩机构的基本动作,有效改善了传统负载敏感系统功率损耗大的问题,提高了能量利用率。但泵阀复合控制系统存在永磁同步电机转速波动、液压泵流量非线性等因素,影响系统的动态响应和运动稳定性。基于此,首先搭建了永磁同步电机和液压泵的数学模型,得到影响电机转速和液压泵流量的参数;其次设计了一种模糊PID线性复合控制器,结合传统PID和模糊控制的优势,控制精度高,动态性能好;最后搭建传统PID和模糊PID的Simulink仿真模型,对系统在60 L/min、120 L/min和180 L/min阶跃流量信号下进行仿真分析,结果表明:模糊-PID相较于传统PID动态响应时间缩短0.5~1 s,流量稳态精度提高50%,验证了所提出复合控制器的有效性。

D+A组合控制多泵源液压系统泵阀复合控制研究

针对传统大功率多泵液压阀控系统中由于泵源输出与负载流量需求不匹配,导致液压系统传动效率低下的问题,在数字泵PCM控制概念的基础上提出一种基于数字+模拟(D+A)组合控制多泵源液压系统。通过流量区域划分方法,给出该系统的构型原则,其中定量泵组排量比采用二进制编码,由1台变量泵补偿定量泵的阶跃流量差值;建立多泵源液压系统流量状态矩阵,通过求解得到泵组的控制信号;为了减少阶跃流量冲击对系统控制特性的影响,提出多泵源液压系统泵阀复合控制策略,并对该系统输出特性进行试验研究。试验结果表明在泵阀复合控制策略下,多泵源液压系统具有良好的动静态特性和节能效果。正弦位置跟随精度达到±0.1 mm,滞后约为100 ms;由于采用D+A组合流量控制和比例溢流阀压力控制,始终使多泵源液压系统输出的流量和压力分别高于负载所需要流量10 L/min和压力2 MPa,使该系统的溢流和节流损失大大降低。

进出口独立复合控制挖掘机的动臂速度位置特性

为适应工程机械智能化作业和高质量作业的发展要求,在泵阀复合控制和进出口独立控制原理的基础上,提出一种基于模式切换的动臂升降速度和位置复合控制策略.根据设定的目标位置和运行速度,设计期望的运行轨迹.采用提出的控制策略,使动臂作业过程按预期轨迹运行,并使动臂在接近目标位置时精确定位.在充分利用进出口独立控制系统节能特性的基础上,实现速度位置的复合控制.建立机电液联合仿真模型,分析控制策略的可行性并预测参数,进一步构建试验测试系统并进行试验研究.结果表明,动臂可以按照设定的轨迹平稳运行并实现高精度定位.本研究可为工程机械的自动化作业和高质量作业提供参考.

进出口独立控制液压挖掘机回转系统运行特性

传统液压挖掘机回转系统是由单自由度的四边联动的多路阀控制,导致其可控性较差,能耗较大。针对这一问题,提出采用泵阀复合、压力流量匹配的进出口独立的回路原理,控制液压挖掘机回转系统,液压马达两腔的压力和流量可以根据不同的工况进行独立调节。建立液压挖掘机回转系统机械结构多体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机对所提出系统的可行性进行验证,针对回转系统大惯性的特点,分别对启动阶段和制动阶段制定相应的控制策略,仿真结果表明系统运行平稳。在此基础上,进一步构建基于上述原理的试验系统,并与LUDV系统试验结果进行对比,试验结果表明采用泵阀复合进出口独立控制方法能耗降低25.5%～35.6%,阀口压力损失减小50%,显著抑制上车摆动现象。

中型挖掘机正流量控制特性的分析与改进

分析了双执行机构的正流量控制原理,重点从三个方面对正流量控制特性进行了研究:首先分析了挖掘机调速区间,采用了能满足精调特性和快速特性的双折线式调速曲线,以此曲线作为调速特性的设计目标;再者从调速区的大小、精调特性和快速特性三方面比较了比例式泵流量调节曲线和双折线式泵流量曲线的优缺点;最后分析了当前旁路回油阀的控制思路,提出了基于瞬时流量不饱和度的实时控制原则。理论分析表明,新方案能够改善系统的控制特性。

模糊PID进出口独立控制装载机摇臂液压系统

传统装载机常采用四边联动滑阀的多路阀控制液压缸运动,致使进出液压油口节流损失大,尤其对于负载复杂多变工况的摇臂液压缸,能耗损失更为明显。为改进这些不足,提出了一种基于模糊PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统。采用AMESim,LMS Virtual.Lab Motion仿真软件建立了原机的机液联合仿真模型,并通过试验验证了所搭建模型的准确性。在原模型的基础上,构建了基于模糊自适应PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统仿真模型,并进行了动力性、能效特性的研究。结果表明,采用进出口独立模糊PID控制方法可显著降低阀口节流损失,在保持摇臂机构动力性不变的前提下,泵功率峰值在摇臂油缸阻抗和超越工况下分别降低了13.6%和46.8%。