基于GA优化的模糊控制液压伺服直驱泵控技术研究

为了提高伺服直驱泵控系统的精度,提升控制系统瞬时响应性能,设计了一种基于GA优化的模糊PID控制方法。首先在本实验台已有非对称泵控缸数学模型的基础上,设计了模糊PID控制器,构造了遗传算法对模糊规则优化的模型,并进行优化实例计算。在此基础上,对优化后的模糊控制器使用MATLAB SIMULINK进行了仿真,并在伺服直驱泵控实验平台上进行实验。仿真和实验结果表明,基于GA优化的模糊控制伺服直驱泵控系统的控制精度与响应性能得到明显的提升。     

大型轧制伺服液压缸试验台系统的设计与研究

设计一套大型轧制伺服液压缸试验台液压系统,该系统可进行轧制用伺服液压缸的静态和动态等实验项目的测试工作。试验台液压系统采用符合工况要求的阀控非对称液压缸模式。通过建立阀控非对称液压缸的数学模型,并对试验台液压系统的各项参数进行了推导与求解,求得试验台液压系统的传递函数,应用Matlab/Simulink软件对系统进行建模仿真研究,并采用PID算法对仿真模型进行优化控制,通过VB6.0软件编写试验界面和控制程序,进而完成伺服液压缸的各个实验项目。     

采用非线性流量特性补偿的直驱式变转速泵控系统轨迹跟踪控制

变转速电机-泵直驱电液系统的发展与伺服技术的提升使得泵控系统在保留高能效特性的同时,具有更高的硬件集成度和更快的响应速度;但是在低转速泵控工况下,此类系统依旧存在泵的流量非线性、流量偏差大等控制难点,使得变转速泵控系统难以完成高精度的执行器运动轨迹跟踪。为实现泵控液压缸系统的精密运动控制,提出了一种新颖的非线性流映射方案,以此得到精确的泵输出流量;同时,利用非线性自适应鲁棒反演控制策略(Adaptive Robust Controller Backstepping,ARCB)实现液压系统在高阶动力学、参数不确定性下的精确控制。试验表明,提出的控制策略可有效解决变转速泵的流量偏差问题,实现理想的控制性能和轨迹跟踪精度。     

直驱泵控电液位置伺服系统模糊PID控制仿真与实验研究

直驱泵控系统由于控制精度高、响应快、功率损失小、结构紧凑等优点,逐渐被应用到工业控制领域。但直驱泵控系统存在严重饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点。我们采用模糊PID控制方法进行直驱泵控系统的液压缸位置伺服控制。在AMESim/Simulink联合仿真平台上建立了系统模型与模糊PID控制算法,采用PID和模糊PID控制算法对系统阶跃响应和正弦跟踪性能进行了仿真研究,同时在自行开发的电液比例伺服控制实验台上对PID和模糊PID控制性能进行了实验研究。结果表明：自适应模糊PID控制能大大改善了PID控制的性能,具有响应速度快、上升时间短、无滞与超调小的特点。     

新型伺服液压机泵控液压缸液压伺服系统的建模与仿真

采用交流伺服电机的新型伺服液压机与采用比例伺服阀的传统伺服液压机的控制方式是不同的:传统的伺服液压机采用的是比例四通阀控主传动缸,而新型伺服液压机是交流电机带动定量泵,采用泵控主传动液压缸.该文主要从泵控液压缸建立起液压伺服系统的数学模型,推导出系统的传递函数,并用MATLAB进行系统的动态特性仿真分析并得出结论,这对控制系统的设计和研究有重要的意义.     

阀控液压缸传递函数模型应用与建模误差分析

根据建立的通用阀控液压缸传递函数模型,分析了非对称缸的最低液压固有频率与传递函数模型中液压缸固有频率的关系,给出了在阀控液压缸在工程设计中可供选择的最低液压固有频率理论计算公式及其经验公式;给出了阻尼比ζ_h、阀系数K_q和K_c的选取与工程计算方法。传递函数模型的建模误差分析结果表明,描述阀控非对称缸的滑阀流量方程和液压缸连续性方程不能同时满足且与最低液压固有频率的工作点不在同一个位置上,进一步揭示了阀控液压缸传递函数模型适用范围的局限性。     

基于仿真的伺服直驱泵控注塑机系统参数匹配研究

伺服直驱泵控系统的参数匹配对节能注塑机的整体性能有显著影响。介绍了一种基于仿真的参数匹配方法。首先采用AMESim软件对伺服直驱泵控系统进行建模仿真,然后基于正交试验技术对选取的系统参数进行优化选型,得到了一组最优控制参数组合方案,并完成了相关的实验对比验证。结果表明,基于仿真的伺服直驱泵控系统的参数匹配方法思路合理,实际可行,能得到准确度较高的系统参数寻优结果。     

直驱式电液伺服油动机的建模与仿真研究

汽轮机性能的优劣直接影响机组和电网运行的经济性、安全性和供电品质.该文简单论述了给水泵汽轮机传统阀控式调速方式的工作机理及其优缺点,介绍了直驱式电液伺服系统的原理、结构组成和特点,并对直驱式电液伺服油动机进行了仿真研究.分别对交流伺服系统与泵控缸系统进行了数学建模,给出了整个直驱式电液伺服系统的数学模型,并使用Simulink对其进行建模和仿真,分析了各参数对系统动态性能的影响,结果表明直驱式电液伺服油动机系统在正反向运动时都是稳定的.通过调整PID的参数,可以实现对整个动力机构很好的控制;同时可以看出,直驱式电液伺服油动机系统不适合高频响的场合.     

直驱泵控三腔液压缸挖掘机动臂节能研究

针对液压挖掘机动臂系统举升时峰值功率大、下降时重力势能转换为热能浪费等情况，提出直驱泵控三腔液压缸动臂节能系统。该系统采用柱塞缸与活塞缸结合形成的三腔液压缸，通过伺服电机驱动定量泵控制A,B腔，C腔与蓄能器相接进行存储释放势能，并对蓄能器不同初始压力下对系统能耗进行分析。同时增设逆变器、电容等对马达工况回馈的能量进行电气式能量回收。MATLAB/Simulink建立直驱泵控三腔液压缸节能系统模型。在仅动臂升降工况下进行仿真，结果表明，相比直驱泵控差动缸，提出的节能系统可降低峰值功率36.64%和节能40.24%,实现高效的势能回收，取得良好的节能效果，同时系统运行速度最大误差减小了23%,进一步提高了系统运行平稳性。     

基于AMESim伺服直驱泵控缸系统压力闭环控制特性分析

通过对伺服直驱泵控缸电液伺服系统工作原理的分析,推导出压力闭环控制系统的数学模型,并在AMESim中搭建出压力闭环控制回路的仿真模型。通过仿真对比分析了泵控缸压力开环闭环的特性,并对影响压力闭环PID控制特性的重要参数(液压缸的泄漏系数、电机转矩灵敏度系数、PID参数)进行仿真分析。研究结果表明通过合理的选择,控制参数可以显著提高伺服直驱泵控缸压力闭环控制系统的动态特性。     

电液伺服泵控系统柔性传动比理论研究

电液伺服泵控系统具有高效节能、高功重比和环境友好等技术优点,但受诸多非线性因素的影响,系统传动特性表现出极强的非线性。通过深入研究电液伺服泵控系统的传动特性,提出柔性传动比理论,建立电液伺服泵控系统的数学模型,得到伺服电机-定量泵-液压缸之间的柔性传动比规律。对柔性传动比应用进行研究,提出基于广义排量的压力控制策略。搭建系统柔性传动比仿真与试验平台,对柔性传动比理论应用进行仿真和试验研究。研究结果表明,柔性传动比理论的应用对压力控制具有良好的控制效果,将为电液伺服泵控系统的工程推广与应用奠定良好的基础。     

电液伺服闭式泵控系统位置前馈补偿控制研究

以电液伺服闭式泵控系统为研究对象,提高其位置控制精度及响应速度为目标,提出电液伺服闭式泵控系统位置前馈补偿控制算法。首先,对电液伺服闭式泵控系统数学模型进行推导,得出位置控制系统传递函数;其次,推导位置控制前馈补偿控制器,该控制器可依据系统运动轨迹变化实时补偿定量泵转速,实现系统高精度位置输出;最后,在电液伺服闭式泵控实验平台上,对系统的位置控制性能进行试验研究并给出定量分析。实验结果表明：前馈补偿控制器可大幅提高系统位置控制性能。研究成果将为电液伺服闭式泵控系统高精度位置控制奠定基础,对泵控技术的工程推广具有积极的意义。     

基于MATLAB-AMESim的液压缸位置伺服系统辨识方法研究

基于传统液压缸伺服系统建模参数的复杂性、不确定性、以及系统的时变性等问题,提出了一种基于MATLAB-AMESim的液压缸位置伺服系统辨识方法。该文以组成足式机器人驱动单元的液压缸为研究对象,简单介绍了液压缸的组成结构及工作原理;其次建立液压缸控制系统模型、传递函数,阐述了液压缸伺服系统辨识方法原理和基本过程;最后,通过MATLAB-AMESim软件搭建单缸位置伺服系统进行系统辨识仿真,将仿真结果与实际液压缸位置伺服系统测试结果进行对比。实验表明基于MATLAB-AMESim的液压缸位置伺服系统辨识仿真具有良好的实用性,验证了系统模型辨识方法的有效性。     

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。     

水下金刚石绳锯机张紧力的液压伺服控制方案研究

该文通过对阀控非对称液压缸电液力伺服系统线性模型、滑阀的负载流量方程及液压缸活塞上的受力分析，确定了控制金刚石串珠绳张力的非对称液压缸传递函数和伺服系统传递函数。并对系统进行了校正处理，校正后的系统稳定，闭环阶跃响应速度和响应稳态误差均满足要求。因此从理论上分析，利用校正后的液压伺服系统能够对串珠绳的张肾力进行调整，使其始终能在最佳的状态下工作。水下金刚石绳锯机张肾力的液压伺服控制方案的确定，为该绳锯机的自动控制奠定了理论基础。     

开式泵控非对称缸系统一阶轨迹灵敏度分析

泵控技术在工程机械、重型机械等领域应用广泛,但目前对其输出特性的分析较少。为了探究泵控系统关键参数对系统输出特性的影响,基于开式泵控非对称缸系统状态方程建立系统一阶轨迹灵敏度模型,并求出各参数的灵敏度函数曲线。提出了峰值灵敏度、均值灵敏度两个衡量指标,分析各参数变化对位移输出特性影响程度的大小。基于0.6 MN开式泵控油压机试验平台,验证灵敏度理论分析的准确性。结果表明:空载时,伺服变量泵2先导级伺服阀增益、伺服变量泵2和伺服变量泵1的先导级伺服阀时间常数影响较大;加载时,各参数两项灵敏度指标数值相近,其中伺服变量泵2的先导级伺服阀的增益、时间常数和油缸面积以及流量增益、系统比例增益影响较大。分析结果可为泵控非对称缸系统性能优化提供理论依据。     

伺服液压缸低速特性研究

伺服液压缸要求具有低摩擦、高动态响应、低速无爬行等特性,普通接触型动密封伺服液压缸中密封件导向件的选用是关键因素之一。该文分析了伺服液压缸低速爬行原因,指出了克服爬行的措施,介绍了一种无油润滑导向件——DU套,搭建DU套伺服液压缸低速特性实验台,进行了直驱式泵控和伺服阀控两种低速实验,验证了DU套伺服液压缸良好的低速稳定性。     

容积伺服一体化系统泵控单元传递效率特性

电液伺服泵控单元是容积伺服一体化电液系统的重要组成部分,由伺服电机与双向闭式泵集成于一体。电液伺服泵控单元作为整个系统的动力输入与控制单元,其自身的传递效率直接影响了系统的输出效率,所以电液伺服泵控单元的能量传递效率已经成为了衡量该系统性能的一个重要指标。通过建立容积伺服一体化电液系统数学模型,重点分析影响伺服电机与双向闭式泵传递效率的各种能量损耗,得到电液伺服泵控单元效率模型,并对电液伺服泵控单元在不同负载工况下进行了效率特性测试,将为容积伺服一体化电液系统的工程推广应用奠定基础。     

并联旁路阀的泵控缸电液系统设计与协同控制

泵控差动缸直驱技术是电液系统的主要发展趋势之一，其具有无节流损失、节能、成本低、可靠性高等优势，但存在流量不平衡、低速平稳性差、控制模式单一等问题。针对以上问题，提出了一种并联旁路阀的泵控差动缸电液控制系统，开展了泵阀协同控制策略研究。介绍了系统的结构，阐明了系统在多种模式下的工作原理；基于AMESim搭建了系统的仿真模型，建立了变速泵和旁路阀协同工作机制，根据调速曲线对泵和阀进行权重分配，以提高变速泵控直驱系统的低速稳定性。结果表明：通过泵阀协同控制，并联旁路阀的泵控差动缸系统能够在多种工作模式下工作，具有良好的工况适应性和低速稳定性，可实现液压缸的平稳快速启停和精确位置控制。     

伺服电机直驱式电液执行器的研究

介绍了一种伺服电机直驱式电液执行器的组成及其应用背景;比较了伺服电机直驱式电液执行器和传统电液伺服执行器各自的优缺点;基于AMESim仿真软件,建立了伺服电机直驱式电液执行器的仿真模型和进行了系统动态性能的仿真;搭建了伺服电机直驱式电液执行器的实验样机和开展了相关的实验研究。实验结果表明,这种伺服电机直驱式电液执行器能够满足电站等应用场合的实际需要。