截割部升降油缸负载口独立控制研究

针对传统掘进机截割部液压系统控制自由度低、背压高、灵活性差等问题,采用负载口独立控制技术对截割部升降油缸进行控制,实现升降油缸压力、速度独立控制。介绍截割部升降油缸负载口独立控制液压系统设计思路,提出了基于升降油缸2种工作状态的独立控制策略;其次,利用AMESim和MATLAB软件搭建了截割部机械-液压-控制联合仿真模型,通过对升降油缸伸出和缩回过程的阶跃控制仿真、正弦控制仿真以及工况切换控制仿真,验证了升降油缸负载口独立控制液压系统及其控制策略的有效性。     

负载口独立控制系统主动防气穴控制研究

传统液压系统在主动型负载工况下,易出现气穴现象,从而造成压力波动、流量失控、气蚀等现象。以基于机液压差补偿的负载口独立控制系统为研究对象,简化液压系统原理图。为避免气穴现象,对进、出口节流特性进行分析,得到进、出口节流面积比μ的最小值。采用仿真软件AMESim,分别对负载口独立控制系统和负载敏感系统进行建模,并进行液压缸伸出工况和缩回工况仿真分析。结果表明：在负载敏感系统中,随着负载F的增大,进油腔的压力会低于0,即出现气穴现象;而在负载口独立控制系统中,通过改变进、出口面积比μ,可以实现进油腔的压力保持在设定的目标压力pm左右,从而避免气穴现象。     

基于回油补偿的负载口独立系统节能特性分析

针对抗流量饱和研究中传统负载敏感系统节流损失大、电液压差补偿控制难度高的问题,将负载口独立控制技术应用于负载敏感系统,设计一种新型抗流量饱和的负载口独立系统。建立该系统节能特性模型,并与传统负载敏感系统的节能特性进行对比。结果表明：该系统的效率优于传统负载敏感系统,当液压缸处于阻抗缩回工况时,该系统节能效果更明显,节能效率为15.97%。     

基于机液压差补偿的负载口独立控制系统节能特性分析

将负载敏感技术与负载口独立控制技术结合起来,以负载口独立控制技术原理为基础,利用负载敏感技术的机液压差补偿方法,以电液比例插装阀为基本控制单元,设计了基于机液压差补偿的负载口独立控制系统,对其阀口节流损失特性进行分析,提出基于进、出油口开口度独立调节的节能控制方法,并与负载敏感系统的节能特性进行对比。分析结果表明:基于机液压差补偿的负载口独立控制系统的节能特性优于负载敏感系统,并且随着执行器两腔面积比的减小,节能效果越明显。     

负载口独立控制负载模拟系统多余力解耦补偿抑制控制

以负载口独立控制负载模拟系统为研究对象,针对该系统工作过程中产生的多余力导致的系统模拟负载力精度下降的问题,通过机理建模的方法建立了该系统的各组成部分以及系统的整体数学模型,分析出主系统运动输出位移与负载模拟系统输出负载力之间的耦合关系,进一步基于解耦补偿原理计算出系统多余力的补偿环节.搭建试验平台进行多余力抑制控制试...     

基于独立负载口控制的码垛机升降气动位置伺服系统研究

码垛机与粉煤灰砖压制成型机配套使用,广泛应用于砖坯压制成型后的码垛作业,码垛过程中出现定位精度低,码垛质量差,存在安全隐患等缺点,为改善这些缺点,采用负载口独立控制技术对码垛机气动位置伺服系统进行改进,对气缸两腔分别采用位移闭环和压力闭环控制,并且对垂直方向负载进行平衡,有效减小了定位误差,提高了码垛机的定位精度和响应速度,同时,使位移控制腔处于低压值。独立负载口控制有效地提高了码垛机的生产效率和能源利用率。     

液压挖掘机动臂势能回收与控制技术研究

为缓解日益严峻的环境问题,提出了一种新型液压挖掘机动臂势能回收系统,提高了液压挖掘机的能量利用率。为降低势能回收系统对操控性的影响,提高系统的操控性能,分析了新型势能回收系统的特点;提出了针对该系统的控制策略和系统控制方法;建立了该控制系统的数学模型。通过仿真验证了该方法的可行性,在实现势能回收的基础上提高了系统的操控性能。     

负载口独立控制系统中防止气穴的理论研究

介绍负载口独立控制系统的工作原理;根据负载的大小、方向及指令输出信号,确定负载口独立控制系统的工作模式。分析得出在不同工况下,防止气穴现象产生的最小阀芯开口面积比大小,为整个控制器的设计提供参考。     

液压挖掘机动臂节能系统分析

针对液压挖掘机动臂下降过程中大量势能转化为热能的工况,对普通的动臂液压回路、动臂流量再生回路和动臂势能回收系统进行了分析和比较,根据动臂下降过程中能量的变化,改进设计了带势能回收的流量再生回路系统。以23t液压挖掘机为研究对象,分析并计算了4种回路的功率分配和能量损耗。采用仿真软件AMEsim建立仿真模型,对4种回路的运行参数和能量损耗进行对比,并对带势能回收的流量再生回路的关键参数进行分析。仿真结果表明:选择合适参数的带势能回收的流量再生回路大大降低了节流阀上能耗,具有较高的能量利用率。     

基于静态工作点前馈补偿的负载口独立控制系统

针对负载口独立控制系统中不同负载流量和负载压力工况时动态响应和稳态精度相差较大的问题,提出了基于静态工作点前馈补偿的控制算法,分析了在考虑速度敏感隋况下进油阀与出油阀液导的选取方法,证明了此算法能保证各种工况下的响应速度和抗干扰能力。     

液压挖掘机动臂液压系统的节能研究

在分析了液压系统常见的能耗问题的基础上,以现有的某型号液压挖掘机动臂液压系统为研究对象,设计了新型动臂势能回收系统,并建立该系统的AMESim模型。通过仿真分析得出新液压系统的能源利用率比不采用任节能措施的液压系统提高了34.8%,有良好的节能效果。     

基于双蓄能器切换的非对称泵势能回收系统

针对挖掘机动臂在下落过程中单个蓄能器回收势能效率有限的问题,提出一种高低压双蓄能器切换的能量回收策略。基于能量回收原理,利用计算机仿真软件SimulitionX,根据工作装置的三维结构模型建立3D仿真模型和液压系统仿真模型。在此基础上研究挖掘机工作装置姿态对动臂势能回收效率的影响,对不同作业模式下蓄能器不同压力时的动臂伸缩过程进行模拟分析。最后调查统计了某工地挖掘机某段时间内的作业情况,并进行了计算分析。结果表明：挖掘机在该作业情况下,使用3 MPa和5 MPa的高低压双蓄能器回收能量比使用3 MPa的低压蓄能器效率提升29.23%,比使用5 MPa的高压蓄能器效率提升9.06%。     

大型矿用液压挖掘机动臂系统仿真与实验研究

针对大型矿用液压挖掘机产品开发成本较高与开发周期较长的现象,以国内某企业125 t大型矿用液压挖掘机为研究对象,对其动臂系统进行分析。建立挖掘机三维模型与液压系统仿真模型,对其进行联合仿真,并通过试验进行验证。仿真与实验结果表明:仿真模型能正确模拟实际动臂液压系统,通过合理建模与仿真可对挖掘机液压系统进行深入的研究,并对企业今后设计制造挖掘机提供参考。     

大型液压挖掘机液压系统节能技术的研究

以某单位提供的挖掘机为实验平台,通过试验分析各液压节能回路的节能效果。设计新型能量回收系统,观测其节能效果。总结了大型挖掘机液压系统常见的能耗问题,针对存在的问题从不同方面介绍了液压节能技术的现状并对液压节能的发展趋势进行了说明。     

基于飞轮储能原理的挖掘机动臂势能回收系统设计

针对挖掘机工作装置在下放时势能转化为热能造成的能量浪费问题,提出一种以液压泵/马达作为能量转化元件、飞轮为储能元件的动臂势能回收与再利用系统,阐明系统工作原理。以某4 t液压挖掘机为研究对象,对系统的关键参数进行匹配,建立系统模型;对典型工作循环中,对液压泵/马达排量、飞轮转动惯量等关键参数对动臂运动和能量回收和再利用的影响进行仿真分析,得出能量回收和再利用的具体数值,最高可达约65%。结果表明,该系统可以显著提升挖掘机液压系统的能量利用效率。     

基于AMESim的液压挖掘机动臂控制仿真

通过对典型的液压挖掘机动臂的仿真,并结合PID控制策略,探索了提高挖掘机控制精度及系统动态性能的途径与实现方法.     

基于电液混合储能的电动挖掘机动臂节能驱动系统特性

针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足,提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量,实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行混合储能,实现动臂重力势能的高效回收利用。分析所提系统的工作原理,建立系统多学科联合仿真模型,分析系统运行特性和能量特性。研究结果表明：双泵直驱挖掘机动臂系统具有良好的控制特性,速度运行平稳。与传统多路阀控系统相比,双泵直驱挖掘机动臂系统节能效果显著,蓄能器压力21 MPa和容积180 L时,重力势能回收效率为79.9%,能耗减少64.6%,进一步通过合理选择蓄能器工作压力和容积,双泵直驱动臂系统的节能效果可达到65%以上。     

基于多仿真模型的动臂势能再生控制策略研究

液压挖掘机工作时,动臂频繁下降会造成大量重力势能浪费,因此动臂势能再生能够有效提高挖掘机能耗效率。基于1.7×104 N液压挖掘机实验平台,设计一种组合式节能型动臂结构及其液压再生回路,建立动臂动力学模型、液压模型与控制器模型,进行多仿真模型联合仿真,提出基于模糊PID控制策略进行动臂势能再生控制。结果表明：与传统PID控制的无蓄能器模型相比,模糊PID控制的动臂势能再生系统节能效率达到25.57%,高于传统PID控制策略的18.04%。     

混合动力挖掘机动臂势能分级回收仿真研究

针对挖掘机动臂势能浪费大的问题,提出一种混合动力挖掘机动臂势能分级回收系统,该系统采用低、中、高压蓄能器进行分级势能回收。分析系统工作原理,建立动臂油缸和蓄能器能量数学模型,运用AMESim建立液压系统和控制策略,并在典型工况下进行仿真。仿真结果表明：挖掘机动臂采用低、中、高压蓄能器进行分级势能回收是可行的,该系统节能率达到40.6%,能量回收效率保持在36.1%以上。     

混合动力挖掘机动臂势能回收系统研究

针对目前普通挖掘机上存在的动臂、斗杆和铲斗下降后,因势能无法回收而造成的能量损失以及由此而引起的液压元器件发热、失效、加速磨损等问题,在设计混合动力挖掘机时,提出了一种由液压缸、节流阀、变量马达和发电机组成的挖掘机势能回收系统,并将回收的能量纳入整机能量分配管理系统中.该回收系统回收效率较高,可控性好,能有效延长元器件寿命,并在一定程度上降低发动机装机容量,达到了节能的目的.