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泵阀复合进出口独立控制液压挖掘机特性研究

机械工程学报 2016年第12期52卷 173-180页

作者：董致新黄伟男葛磊权龙黄家海杨敬太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室太原030024

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。... 详细信息

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。

关键词：流量匹配进出口独立控制压力流量复合泵阀复合

D+A组合控制多泵源液压系统泵阀复合控制研究

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机械工程学报 2018年第20期54卷 304-311页

作者：曹晓明郭宝峰王佩姚静燕山大学机械工程学院燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室

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,... 详细信息

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。

关键词： D+A 多泵源液压系统泵阀复合

泵阀复合流量压力协调控制电液负载模拟系统的研究

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泵阀复合流量压力协调控制电液负载模拟系统的研究

作者：李标兵太原理工大学

学位级别：硕士

电液负载模拟器是辅助航空航天研发的半实物仿真重要设备,其主要用于地面环境模拟承载对象在空中飞行时所受到的载荷,由此避免飞行器研发改进期间进行实物实验时的破坏性。为了克服承载对象主动运动对负载模拟器加载过程中带来的多余力... 详细信息

电液负载模拟器是辅助航空航天研发的半实物仿真重要设备,其主要用于地面环境模拟承载对象在空中飞行时所受到的载荷,由此避免飞行器研发改进期间进行实物实验时的破坏性。为了克服承载对象主动运动对负载模拟器加载过程中带来的多余力干扰,国内外学者对电液负载模拟器的结构及控制方法进行了研究。现有的负载模拟器按照控制元件分类可分为阀控式电液负载模拟器与泵控式电液负载模拟器,二者各具优点。为了使负载模拟器兼具阀控式电液负载模拟器与泵控式电液负载模拟器的加载优势,对泵阀复合系统用于负载模拟进行了研究,并设计了有效的控制器。首先,对泵阀复合式电液负载模拟器的结构进行了设计,并对其动态加载过程中的各个部件的功能以及多余力对负载模拟器的干扰进行分析。进一步,为充分发挥泵控系统与阀控系统各自的优势,提出了以泵控子系统与阀控子系统为职能分工的系统控制目标。同时,通过PID控制验证,分析出该系统实现职能分工的控制难点。然后,对泵阀复合式电液负载模拟器进行数学建模。借助系统数学模型,基于反步滑模的控制思路,其次对泵阀复合式电液负载模拟器设计了流量压力协调控制器,用于解决泵、阀子系统间相互干涉的问题,并且使系统满足职能分工目标的同时具有较高的加载精度。基于联合仿真模型,不仅验证了流量压力的协调控制策略下的泵阀复合式电液负载模拟器完成负载模拟任务的可行性和有效性,还验证了受控下的系统能够完成职能分工的目标。进一步,运用模糊控制对流量压力协调控制器的控制参数进行实时自整定优化,解决了控制器最佳输出参数随加载工况的变化而变化的问题,还可进行仿真对比验证。最后,对泵阀复合式电液负载模拟器的能耗进行研究分析。依据液压系统设计规则,计算出阀控式电液负载模拟器油源处液压泵的功率名义值与泵阀复合式电液负载模拟加载时消耗总功率的名义值。将二者进行了对比分析,验证了泵阀复合式电液负载模拟器充分发挥了泵、阀子系统间的优势—既具有较高的加载精度,又具有节能特性。

关键词：电液负载模拟器泵阀复合职能分工反步滑模模糊控制参数自整定节能

泵阀复合进出口独立控制液压挖掘机回转系统特性分析

同方学位论文库评论

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泵阀复合进出口独立控制液压挖掘机回转系统特性分析

第九届全国流体传动与控制学术会议（9th FPTC-2016）

作者：黄伟男权龙黄家海杨敬太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室

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... 详细信息

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。研究中,首先建立了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了验证,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了相应的控制策略,仿真结果表明系统运行平稳。在此基础上,进一步构建了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。

关键词：回转系统进出口独立控制泵阀复合流量匹配能量效率

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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进出口独立控制液压挖掘机回转系统运行特性

机械工程学报 2016年第20期52卷 159-167页

作者：黄伟男权龙黄家海杨敬太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024

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。

关键词：回转系统进出口独立控制泵阀复合流量匹配能量效率