变转速液压调速系统转速模糊控制实验研究

针对变转速液压调速系统存在非线性、时变及调速精度低等技术问题,提出液压马达转速模糊控制策略。以伺服电动机驱动定量泵为动力源,设计了模糊控制器,实现了基于Lab VIEW测控平台的以电动机转速为控制量的马达转速模糊控制策略。在典型工况下,对模糊控制和传统PID控制调速系统的动态响应性能及抗负载干扰能力进行了实验对比分析,结果表明:所提方法比传统PID模糊控制具有更好的鲁棒性,且两种控制方式的动态响应特性相近。     

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...     

基于磁电传感器的液压马达转速测控系统设计

以变转速泵控马达液压系统为平台,设计了基于磁电传感器的液压马达转速测控系统。应用虚拟仪器技术,通过Lab VIEW软件编制液压马达转速测控程序,进行了相同负载工况条件下马达转速开环、闭环PID和模糊控制对比实验研究。实验结果表明:系统转速刚度较低,在开环控制中,马达实际转速存在降落;开环、闭环PID和模糊3种控制方式中,马达转速响应都存在滞后;开环控制响应快,存在稳态误差;闭环PID和模糊控制精度高,鲁棒性好;闭环PID调整时间比开环和模糊控制长。马达转速测控系统简单、可靠,方案可行。     

阀控液压马达角位移随动系统动态特性研究

为分析不同控制方法在阀控液压马达角位移控制系统中的应用效果,分别基于PID闭环控制、极点配置法及含有状态观测器的极点配置法对阀控液压马达角位移随动系统动态特性进行对比研究。首先,简要介绍了阀控液压马达系统的工作原理;其次,分别建立了阀控液压马达角位移控制系统的传递函数、方框图及状态空间表达式,并对该系统的时-频域特性与能控-能观测性进行分析;在此基础上,分别基于3种控制方法对阀控液压马达角位移控制系统进行设计,并利用MATLAB/Simulink软件对系统阶跃响应进行了仿真分析,以对比各控制方法在阀控液压马达系统中的应用效果以及状态观测器极点位置对系统动态特性的影响,为改善阀控液压马达系统的动态特性提供理论依据。     

基于转矩控制的变转速定量泵压力控制方法

变转速电液泵可以大幅提升液压动力源能效,但采用变转速电机驱动定量泵作为动力源时,通过控制转速实现压力控制,难以适应流量快速大范围变化的工况。为解决这一问题,采用电机转矩控制液压泵输出压力,实现动力源与流量无关的压力控制。与变转速控制相比,电机转矩属于控制内环,响应速度快;由于泵输出压力与其排量的乘积基本等于电机的输出转矩,控制更为直接。考虑到泵输出压力与电机输出转矩的非线性关系,在前馈控制的基础上,引入压力偏差反馈,实现压力的高精度控制。建立电机转矩控制模型及液压系统模型,对提出的控制方法进行验证。结果表明:采用电机的转矩控制压力,压力响应时间降低到40 ms,静态特性曲线回程误差小于2%。     

基于AMESim-Simulink的新型采棉机采摘与行驶恒转速协同控制

针对装有液压机械无级变速器的采棉机在工作环境下采摘速率与行驶速度的稳定性差、难以匹配等问题,提出了一种基于采棉机单泵控双马达的采摘子系统与变量泵控马达的行驶子系统的恒转速协同控制方法。以采摘速度与行走速度的输出转速恒定为控制目标,通过直接控制、PID控制和双前馈模糊PID协同控制对比验证采棉机采摘与行驶的同步控制。仿真结果表明,双前馈模糊PID协同控制使采摘系统达到稳定状态的超调量减少3.95%,调整时间减少0.124 s;同时使行驶系统超调量减少0.1%,稳定输出转速的调整时间减少3.67 s。双前馈模糊PID协同控制提高了采棉机采摘与行驶的同步稳定性,增强了系统控制性能。     

变转速泵控马达液压系统仿真分析

变转速液压驱动系统是一种新型的节能传动系统。本文对变转速泵控马达液压系统进行了仿真分析,建立了系统中变频器、异步电动机、定量泵、马达以及负载的数学模型。仿真中采用了PID控制、输入前馈及负载前馈相结合的复合闭环控制技术。仿真结果表明这种控制策略能有效地解决系统存在的速度刚性低,控制特性差等问题。     

变速泵控挤压机挤压针定位系统的分析及仿真研究

用变转速泵控制液压执行器是目前电液控制技术中一种新的控制方式。该文在分析挤压机挤压针位置跟踪控制过程的基础上，提出用变转速泵控系统代替现有的阀控系统以达到节能的目的。给出了采用变转速泵按闭式回路控制挤压针位置的原理，建立了系统的数学模型，对比阀控系统，进行了计算机数字仿真研究。     

基于AMESim的马达串、并联回路仿真分析

以液压马达串、并联回路为例,运用AMESim软件搭建该回路的仿真模型,得到系统压力的变化曲线和马达输出转速的变化曲线,找到系统压力过高的解决方法,并运用对比分析的方法对工作马达的输出转速特性进行研究,得出马达的输出转速随着负载的增大,响应变慢,超调量增加,调整时间变长的结论,为该回路在液压行走系统中的应用提供了一定参考。     

电液比例阀控液压马达系统的模糊PID恒速控制

针对电液比例阀控液压马达系统,分别采用常规PID控制策略和参数自整定的模糊PID控制策略来实现液压马达的恒速控制。通过分析阀控液压马达系统的工作原理和调速原理,设计出模糊PID控制器。运用Simulink仿真工具来建立阀控液压马达系统的仿真模型,并在外加负载转矩的作用下对该仿真模型进行仿真。仿真结束后对比常规PID控制策略和模糊PID控制策略下的仿真结果,得出在模糊PID控制策略下液压马达输出转速峰值时间、调整时间、超调量和在外界突加相同负载转矩下液压马达转速调整的时间都优于常规PID控制策略。     

变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达系统恒转速控制方法研究

以变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统为研究对象,提出变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法。建立恒流状态下系统恒转速控制的数学模型,分析系统的相乘非线性特征与变量马达斜盘摆角基准值的计算方法,采用稳态控制量叠加基于小信号线性化补偿控制量的控制方法。通过定量泵-变量马达系统的开环辨识,得到系统参数。对系统进行仿真与试验研究,得到在恒流状态下变量马达斜盘阀控缸的响应速度、马达斜盘摆角和定量泵转速对系统控制特性的影响规律,验证变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法的有效性。为拓展定量泵-变量马达容积调速系统应用领域奠定了理论基础。     

风力机定量泵-并联变量马达主传动系统并网控制

提出了液压型风力发电机组定量泵-双并联变量马达主传动系统并网的控制方法,即当首台变量马达处于并网状态时采用恒压控制方法实现下一台变量马达启动时系统不失稳,并采用结构不变性原理对双并联变量马达速度耦合进行解耦,当下一台变量马达启动后采用转速控制方法实现并网同步转速控制;建立了系统并网控制的数学模型,并进行了仿真研究,得到了不同风速(定量泵转速)条件下系统采用压力与转速控制的并网过程中定量泵转速、变量马达斜盘摆角、变量马达转速、系统高压压力的响应特性,验证了定量泵-双并联变量马达系统并网控制方法的有效性,为拓展液压型风力发电机组在大型及超大型机型中的应用奠定了理论基础。     

注塑机电液控制系统能量效率对比研究

在同一注塑机上,对采用异步电动机驱动定量泵、变转速异步电动机驱动定量泵、异步电动机驱动变量泵、变转速异步电动机驱动变量泵、交流伺服电动机驱动定量泵,5种电液控制方案加工同一制品的能量效率进行理论分析和试验对比。建立不同控制回路电动机和液压泵功率传输数学模型,绘制出能量特性曲线,分析对比注塑机工作在保压和冷却工况下,液压系统和电动机驱动系统功率消耗。研究结果证实,在部分负载和空载工况,异步电动机驱动定量泵系统存在大的溢流、节流损失,效率低;在此基础上引入变转速控制,包络系统所需的流量,可减少电动机功率消耗,提高系统效率,能量效率与异步电动机驱动变量泵相当;异步电动机驱动变量泵系统,可完全消除液压系统的溢流损耗,但电动机仍存在较大的空转损耗,在此基础上引入变转速控制,使电动机输出功率与液压负载相匹配,可进一步提高能量利用率26.5%;研究也表明,采用交流伺服电动机驱动的定量泵系统能量效率最高,较异步电动机驱动的定量泵系统节能88%,并且结构简单、动态性能好。     

液压增速传动风力发电恒频控制研究

以液压型风力发电机组为对象,针对低速定量泵-高速变量马达增速传动闭式回路系统,阐释液压型风力发电机组工作原理,建立定量泵-变量马达主传动系统数学模型,搭建了37 kW液压风力发电试验平台,在系统恒流源控制基础上,应用PID控制器补偿斜盘摆角方法,分析了液压增速传动变速恒频系统的马达转速特性以及控制方法的抗干扰性能.研究...     

基于可调速电动机的高动态节能型电液动力源

对应用液压泵与转速可调电动机组成的电液动力源进行了分析和比较，研究了泵和电机的多种组合，给出了可满足不同功能要求的回路原理，对这一系统控制流量，压力的动静态性能进行了试验研究，揭示了该系统特有的内在运行规律，结果表明，新的原理方案较现有的变排量控制原理具有更高的效率，可作为高效，高动态的液压动力源。     

无阀液压系统在注塑机中的节能分析

针对注塑机在国内外塑料制品行业的广泛应用,分析了无阀液压系统在注塑机中的节能应用。无阀液压系统也叫直驱式液压系统,即用调速电机直接驱动液压泵,实现对液压系统的控制。这是一种全局性的新型液压调速方式,采用变频器、异步电机、定量泵/变量泵的形式,省去复杂的变排量机构,通过改变电机的供电频率来调节电机转速,从而实现液压系统的流量调节,进而实现对液压系统的控制。其最重要的特点就是使用交流调速电机代替传统的伺服阀,集成了液压系统和交流调速系统的优点,更加环保、省油。     

基于DSP的泵控液压缸变频调速系统

变频泵控调速系统通过改变输入供电频率来改变电机的转速,从而改变定量泵的排量,实现对液压缸的速度调节.相比于传统的阀控调速系统,无节流损失,效率高,结构简单,精度高,适用于对精度要求高的大惯量液压提升机械.本文利用智能IPM模块及DSP控制器搭建1套基于DSP的泵控液压缸调速系统平台,通过DSP输出SVPWM波控制IPM...     

基于转矩控制的定排量恒压电液动力源运行特性

通过协调电液动力源转速和排量可以提升其能效,也是目前电液动力源的研究热点,随着变频和伺服技术的发展,变转速电液动力源也越来越多地应用在工业生产和航空航天装备中。目前,电液动力源实现流量控制可以采用变排量控制,也可以采用变转速控制,这两种控制方式已非常成熟,应用也较多。但在压力控制中,还往往只能依赖液压泵变排量控制结合压力反馈实现压力控制机能,采用变转速控制压力时,难以适应负载流量随机快速变化工况。为此,提出采用高效率的伺服电动机直接驱动定量泵,进一步提出基于转矩控制和转速补偿的压力控制方案,在负载压力变化时,无需控制电动机转速,具有动态响应快、系统结构简单的优点。通过理论分析和试验研究,结果表明,采用设计的方案可以很好地实现压力控制,在相同条件下,与常规恒压变量泵相比,压力响应时间从160 ms降低到50 ms,响应速度远超国际同类恒压控制泵。     

旋转式水液压比例阀的动态特性仿真研究

水液压比例/伺服阀是水液压驱动的自动化装备的核心元件,控制着执行元件的运动速度及方向。设计了一种新型旋转式水液压比例阀,介绍了其组成、工作原理及特点,建立了数学物理模型,对其动态特性,特别是频率响应特性进行了仿真研究。得出:适当减小阀芯半径以及阀芯与阀套的配合长度,或适当增加阀芯与阀套的间隙,可提高系统的稳定性及响应频率;力矩电机的转矩常数与转速常数的选择也会影响系统的稳定性与响应频率。     

电比例斜盘式恒压柱塞泵的联合仿真与特性研究

为了研究电比例斜盘式恒压柱塞泵的动静态特性，在分析其工作原理、运动特性和流量特性的基础上，利用SimulationX软件搭建恒压泵的机械、液压联合仿真模型进行研究，分析了变量缸大小腔直径比、变量缸弹簧刚度和主控压力阀的阀芯直径对恒压泵动态特性的影响。研究结果表明：电比例斜盘式恒压柱塞泵泵具有良好的动静态特性；主控压力阀阀芯直径越大，压力稳态值越接近设定压力值；弹簧刚度的增大和变量缸大小腔直径比值的减小都会提高恒压泵的动态响应速度，但超调量也会随之增大。