对称/非对称泵控非对称缸系统四象限工况运行特性对比

闭式泵控系统驱动非对称液压缸时,需要增加复杂的大流量补偿回路来补偿非对称缸两腔面积差引起的非对称流量。挖掘机作业负载力较小时,补油腔和控制腔频繁切换,补油阀开启状态不稳定,难以实时匹配大流量的油液补偿。同时大流量油液频繁流动造成速度和压力波动,产生液压冲击,影响系统的平稳性。提出非对称泵控非对称液压缸系统方案,利用非对称泵自身结构匹配非对称流量。以典型四象限工况执行器斗杆为对象,构建非对称泵控和对称泵控斗杆挖掘机仿真模型,对比研究运行特性。结果表明,该系统无需大流量补偿即可平衡非对称流量,消除了速度和压力波动,且发现四象限工况切换和速度、压力波动的产生是不同步的。

压力机用泵控变载输出回路系统动态特性分析

为了提高变载输出回路系统位置控制精度,设计了非对称泵控变载输出回路系统。该系统将非对称泵与差动缸进回油流量匹配,实现对执行机构速度或位置控制,并基于AMESim平台展开仿真分析。研究结果表明,空载下,泵控变载输出回路系统在1台泵条件下调节差动缸运行状态,响应速度快;加载下,差动缸位移快速响应,流量与压力发生缓慢变化,具有优良的动态性能。非对称柱塞泵平衡了差动缸的不平衡流量,具有很好发展前景。

泵控非对称液压缸系统高精度位置控制方法

针对已开发的单向比例泵控非对称液压缸系统实验平台,为了实现该类系统的无超调位置控制,通过分析系统的工作原理及特性,基于系统的流量连续性方程和力平衡方程,提出采用带约束的三阶状态空间模型来描述单向比例泵控非对称液压缸系统的方法.基于模型预测控制理论和QPhild二次优化算法,设计适用于该模型的模型预测控制器来保证系统的无超调位置输出.实验结果表明,运用模型预测方法能够避免换向阀切换引入的系统非线性,有效地解决泵控非对称液压缸系统的超调问题,实现多约束条件下的高精度位置控制.

基于预测控制的单向比例泵控非对称液压缸系统控制方法

为了解决单向比例泵控非对称液压缸系统的无超调位置控制问题,提出了采用带约束的三阶状态空间模型描述单向比例泵控非对称液压缸系统的方法,设计了一种适用于该模型的模型预测控制器来保证系统的无超调位置输出.仿真结果表明,运用模型预测方法能够避免换向阀切换引入的系统非线性,并有效解决泵控非对称液压缸系统的超调问题,实现多约束条件下的高精度位置控制.

采用状态估计的泵控非对称液压缸模型预测控制

针对伺服电机驱动泵控非对称液压缸系统存在约束和鲁棒性差等问题,提出了采用状态估计的模型预测控制策略。根据泵控液压缸系统的原理和实际要求,建立了含输入和输出约束的状态空间模型;引入模型预测控制,避免了阀切换带来的非线性,提高了约束优化控制性能;结合卡尔曼滤波器,补偿了干扰和模型误差的影响,提高了系统的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的控制策略能够实现无偏移跟踪,保证输入不超限、输出无超调,且具有很好的处理干扰和模型失配的能力。实验结果中,液压缸位置无超调,相对位置跟踪误差约为0.5%,干扰和模型误差对控制性能的影响很小。可见,所提方法能应用于实际泵控系统,提高输入、输出约束下的控制性能,容许一定的干扰和建模误差。

泵控非对称液压位置系统自适应Backstepping控制

针对泵控非对称缸位置系统强非线性、参数不确定性及负载扰动等问题,提出自适应Backstepping控制策略以提高系统位置跟踪精度和鲁棒性。建立了系统状态空间数学模型。基于Backstepping算法,构建了Lyapunov函数,设计自适应控制律,以消除系统不确定性参数影响。通过不同工况负载下正弦响应,验证了提出的控制策略。实验结果表明:所提出的自适应Backstepping控制策略使系统的位置追踪误差保持在±0.05 mm,系统的稳定性和鲁棒性得到了有效提高。

变排量非对称轴向柱塞泵动态特性分析

为研制变排量非对称轴向柱塞泵,依据三配流窗口轴向柱塞泵的配流思想,提出基于斜盘摆角位置反馈的排量控制方案,建立变排量非对称轴向柱塞泵的数学模型,对其频率响应影响因素进行分析。通过AMESim对该泵的变排量特性进行研究,仿真结果表明:当配流窗口A吸油、配流窗口B和T排油时,柱塞对斜盘的合力作用点轨迹具有较长的作用力臂,若配流窗口B和T压差过大,则斜盘摆角减小时响应将显著降低;当配流窗口B和T吸油、配流窗口A排油时,柱塞对斜盘的合力作用点轨迹与对称式轴向柱塞泵相似,配流窗口A压力对斜盘响应影响较小。通过试验验证了仿真模型的正确性,同时试验表明该泵具有较好的动态特性。

泵控缸位置伺服系统建模与特性分析

泵排量控制系统具有工作效率较高、结构紧凑的优点;而动态响应性是泵控系统的不足。该文建立了具有位移-力反馈变量机构的泵控非对称缸位置伺服系统的数学模型,运用MATLAB软件Simulink模块和Simscape模块,建立了系统时域仿真模型,取得了较好的仿真效果。通过仿真验证了电液比例阀子系统固有频率、变量缸子系统的固有频率和变量泵输入转速扰动等因素对泵控非对称缸系统动态响应性的影响,为系统设计和控制策略的改进奠定了的基础。

轮式起重机臂用直驱式容积控制系统及其节能特性研究

介绍了一种应用于轮式起重机臂的直驱式容积控制系统,分析了在驱动竖直负载情况下该系统独特的节能优势。该系统通过使用双联泵控制非对称缸,使得非对称缸表现出对称缸的运动特性,克服了非对称缸的一些不足之处,并通过仿真和实验对所得结论进行了验证。

一种新型立式直驱式容积控制系统及其特性研究

介绍一种新型立式直驱式容积控制电液伺服系统的原理,分析立式负载情况下该系统独特的节能优势并建立该系统数学模型。通过使用双联泵控制非对称缸的巧妙设计,使非对称缸表现出对称缸的运动特性,克服了非对称缸的一些不足之处。并通过仿真和实验验证了这一结论。

直驱式电液伺服系统非线性PID算法研究

介绍了一种具有广阔应用前景的基于泵控非对称缸的直驱式电液伺服系统(DDVC-EHSS),通过AMESim软件平台搭建系统物理学仿真模型。在该模型中,仿真实现了非线性PID控制算法,并与传统PID算法进行对比,结果显示,该算法在响应速度和抑制超调方面具有明显的优越性,仿真取得了良好的控制效果。

直驱式六自由度运动平台的单通道系统研究

介绍了直驱式六自由度运动平台的单通道系统的组成,建立了系统的数学模型,讨论了影响其动态特性的因素,并对系统进行了仿真和试验研究。