起竖液压系统设计与恒功率控制策略研究

针对某大型设备起竖机构大角度快速起竖重型负载的需求,设计了包括起竖液压缸、插拔液压缸和缓冲液压缸3组执行机构共同组成的起竖液压系统。结合起竖机构特点对整个起竖过程中起竖运动关系进行了分析,采用负载敏感泵的功率控制功能结合变频调速控制实现了整个起竖阶段的恒功率控制,在起竖过质心后采用缓冲液压缸进行缓冲减速并继续翻转至最大起竖角度。通过实际使用和测试表明,系统的恒功率控制策略有效,所采用的缓冲液压缸具有很好的缓冲减速能力,提高了起竖过程的平稳性。     

多级液压缸变负载同步控制研究

多级液压缸同步起竖系统受力复杂,换级冲击对同步控制性能影响很大。该文利用AMESim软件构建了二级液压缸双缸同步起竖系统模型,采用AMESim与Simulink联合仿真的方法,对PID控制、模糊控制在多级液压缸变负载同步控制中的应用进行了研究,提出了一种模糊-PID加权控制算法。仿真结果表明,该加权控制算法能较好地满足起竖系统对同步精度与稳定性的要求。     

车辆运动模拟6自由度平台的协同控制研究

对车辆运动模拟6自由度平台进行研究。对四通阀控制液压缸伺服系统进行了理论分析和试验研究,讨论了有负载时,液压缸正反向运动速度一致和换向瞬间不产生压力跃变这两种情况下,非对称伺服阀各阀口面积梯度的关系。推导出空载时,使阀控非对称缸系统正反向运动速度一致且换向瞬间不产生压力跃变的非对称伺服阀各阀口的面积梯度的关系式。在此基础上,研究6个液压缸伺服系统协同控制,实现了车辆的运动模拟。实际运行结果表明:该平台运动平稳,各自由度协同控制性能良好,完全满足了车辆各种运动模拟要求。     

含双重补偿的液压缸位置同步控制

非对称液压缸同步控制系统在大型、重型工业设备中应用广泛,其同步性能和响应速度直接影响设备的稳定运行。为了进一步优化对称阀控非对称液压缸同步系统,对阀控非对称液压缸进行建模分析。基于非对称液压缸特性及负载变化范围大的特点,提出了模糊补偿控制方法来提高液压缸的响应速度;针对液压缸的同步问题,设计了交叉耦合的前馈补偿控制方式来缩小同步误差。利用AMESim搭建液压回路系统模型作为控制对象,并联合Simulink搭建控制系统进行仿真。仿真结果表明:相比于改进前,在负载不断变化且具有偏载的情况下,含双重补偿的同步控制可以明显减小液压同步系统的跟踪误差与同步误差。     

阀控非对称液压缸同步系统建模研究

针对对称伺服阀控制非对称液压缸的特点,按能量守恒原则重新定义了负载压力和负载流量,推导了阀控非对称液压缸的数学模型。     

阀控非对称液压缸同步系统建模研究

针对对称伺服阀控制非对称液压缸的特点，按能量守恒原则重新定义了负载压力和负载流量，推导了阀控非对称液压缸的数学模型。     

变转速非对称泵直驱液压挖掘机斗杆试验研究

由于结构紧凑,易于并行驱动多执行器等优点,阀控液压缸系统被广泛应用于工业和工程自动化装备,存在问题是节流损失大,能量效率低。为了降低液压系统能耗,有效的方法是采用直接泵控技术,消除节流损失。但传统进出口流量对称型液压泵驱动非对称液压缸系统,需要附加复杂的回路补偿非对称液压缸面积差,并且当液压缸负载方向频繁变化时,控制腔交替变化,液压缸运行平稳性差。针对上述问题,提出一种能够匹配非对称液压缸面积差的非对称泵控缸闭式系统方案,并将其应用于控制具有四象限工作特性的液压挖掘机斗杆。为了验证新提出方案的可行性,在前期仿真研究基础上,构建非对称泵控液压挖掘机斗杆试验系统,对采用新方案后斗杆的运行和能效特性进行研究。测试结果表明,新系统具有良好的控制特性,可消除负载方向改变造成的速度波动,与采用泵阀复合进出口独立控制系统相比,一个工作循环降低能耗达57.0%。     

非对称泵直驱液压挖掘机斗杆特性研究

与阀控系统相比,泵控闭式系统具有无节流损失、驱动与动势能回收一体化的优点,是电液控制技术的发展方向,但对于目前广泛应用的单出杆液压缸,采用传统的进出口流量对称型液压泵,需要附加复杂的流量补偿回路平衡液压缸的面积差,在负载方向改变时会产生压力和速度突变,影响系统运行品质。为解决这些问题,提出一种能够匹配单出杆液压缸面积差的非对称泵闭式系统方案,在对称型轴向柱塞泵的基础上,将原配流窗口由2个修改为3个,其中与原泵出油口连通的窗口不变,连通单出杆液压缸的无杆腔。将原吸油窗口修改为2个,其中1个窗口与单出杆液压缸的有杆腔连通;第3个配流窗口为补偿窗口,与蓄能器或液压油箱连通。建立系统试验台,测试验证该新型系统方案的有效性,进一步将新回路原理用于控制液压挖掘机的斗杆,并对采用新方案后斗杆的运行和能效特性进行联合研究。研究表明,与传统对称泵控系统相比较,新系统具有良好的控制特性,可消除负载方向改变造成的速度波动,同时也显著降低了系统能耗。     

导弹发射车起竖装置负载模拟系统设计研究

为满足导弹发射车起竖装置的试验需要,设计了一套与其相对应的负载模拟系统。计算了起竖系统的重力矩和风力矩,通过起竖装置结构的几何关系分析了液压缸的起竖力变化规律。设计了负载模拟系统的加载方案,系统采用电液比例技术来模拟负载力的变化,在此基础上完成了系统的液压系统原理图设计。通过经典PID和模糊PID仿真对比,系统拟采用模糊PID进行控制。分析表明,模拟系统能够满足起竖装置的起竖加载需要,并可在此基础上展开相关试验。     

基于非对称组合正弦函数的举升系统轨迹规划研究

液压多级缸在换级时,易产生较大的液压冲击,为保证举升系统的稳定性,同时获得举升过程的快速性,在分级规划时,首先,提出采用加速和减速阶段比例为3:7的三种非对称组合正弦函数来拟合起竖臂的位姿变化规律,并建立轨迹规划模型,然后运用模式搜索法求解最优时间,仿真得到多级液压缸的运行轨迹和负载冲击情况。最后通过仿真结果对比,表明提出的轨迹规划方法是有效的,且不同分段的非对称组合正弦函数对于举升系统有明显的影响。