恒载变速工况下液压马达瞬时转速波动与系统效率关联性实验研究

为了研究恒载、变速工况下液压马达瞬时转速波动与液压系统效率之间的变化关系,采用实验验证的方法,在变转速液压实验台中通过在LabVIEW软件中改变电机转速、设定恒定的磁粉制动器加载电压模拟工况,采集、分析恒定载荷条件下液压马达转速斜坡、正弦、阶跃变化时液压马达转速波动、液压系统效率、压力的变化曲线。实验结果表明:液压马达瞬时转速波动与液压系统效率具有关联性,转速越高,液压马达转速波动越小,液压系统效率越高;反之,变化情况相反。转速的变化会引起系统压力小幅度的变化,变化趋势与转速、系统效率相同,与转速波动相反。此研究为液压系统在恒定的负载工况条件下选择合适的液压马达转速范围、减小转速波动、提高液压系统效率提供了参考和借鉴。     

液压抽油机动态功率匹配研究

基于二次调节技术蓄能器储能式液压抽油机在工作时,悬点速度不稳定,与负载液压缸相连的变量泵/马达输入或输出的功率和与蓄能器相连的变量泵/马达输出或输入的功率不匹配,导致电机功率不稳定,甚至电机反转。根据系统能量转化关系提出基于前馈控制的动态功率补偿原则,仿真结果表明:两个周期内电机功率波动减小,且在悬点速度变化过程中不会逆向运转向电网供电,实现了与蓄能器相连的变量泵/马达排量自适应调节。抽油机悬点载荷受随机的不确定干扰时,采用降维观测器重构负载扰动,并通过前馈控制消除负载扰动对系统输出的影响。仿真结果表明:该控制减小抽油杆速度的超调量,提高了速度稳态精度,实现了与负载液压缸相连的变量泵/马达排量自适应调节。     

平稳工况下液压马达瞬时转速波动与液压系统效率关联性实验研究

为研究平稳工况下液压马达瞬时转速波动与液压系统效率之间的变化关系,采用实验验证的方法,在变转速液压实验台中,通过在LabVIEW软件中改变电机转速、设定恒定的磁粉制动器加载电压模拟工况,采集并分析恒速变载与恒载变速平稳工况条件下液压马达瞬时转速波动与系统效率的变化曲线。实验结果表明:液压马达瞬时转速波动与液压系统效率具有关联性,转速越高,液压马达转速波动越小,液压系统效率越高,反之变化情况相反;在恒载变速的平稳工况条件下,随着电机转速的增加,液压马达转速波动减小,液压系统效率增加,在低转速时效率增加明显,高转速时效率增加减缓;在恒速变载的平稳工况条件下,随着压力的增加,液压马达转速波动增大,液压系统效率减小。研究结果为变转速液压系统在平稳工况下选择合适的电机转速和负载范围、减小液压马达瞬时转速波动、提高系统效率提供了参考。     

液压传动风力发电系统设计及仿真

针对传统液压型风力发电机组采用单个大排量定量液压泵和单个变量马达组合,在中低风速下系统处于欠功率运行状态的现象,研究一种多泵多马达组合的传动方案,根据风速的不同,控制液压泵和马达的切入切出,从而将风能最大化地转化为电能。对串、并联马达转速控制进行研究,采用复合转速闭环控制和解耦补偿控制使转速稳定在同步转速。AMESim/Simulink联合仿真结果证明：该系统可以适应复杂风速工况运行且满足并网要求,相对传统单泵单马达系统更加稳定可靠。     

基于PID与前馈相结合的泵控马达恒速输出系统研究

针对泵控马达系统存在转速和外接负载扰动的问题,以变量泵-定量马达恒速控制系统为研究对象,阐明了系统的控制原理,建立相应液压系统的数学模型;采用了优化后的增量式PID与前馈相结合的复合方式对系统进行控制。通过Matlab的Simulink模块对系统的响应情况进行仿真,仿真结果表明:控制系统在两种扰动下反应迅速,马达输出转速能保持在较理想的状态。采用负载箱来模拟负载变化,变频器控制来模拟转速变化,进行了试验台的搭建。在输入转速为800、1 500 r/min时,当突变转速和负载时,马达输出转速能在2 s内恢复到稳定值,稳态转速偏差为0.5%,瞬时转速偏差为5.33%。分析实验结果表明该系统调速能力较好,为车载发电系统的实现提供了借鉴意义。     

非平稳工况下液压马达转速波动机制分析

针对液压马达驱动负载系统中,马达输出轴的转速波动特性直接影响负载工作稳定性和可靠性的问题,建立典型液压马达-负载系统的动力学模型,阐明液压马达等效弹簧扭转刚度的计算方法;根据非线性动力学原理,分析等效液压弹簧扭转刚度和摩擦转矩对系统转速波动特性的影响机制,提出利用高频采样计数方法对转速波动进行测试与分析。理论分析与实验结果均表明：非线性摩擦转矩、输出容积脉动、负载转矩、油液有效体积弹性模量等因素的变化影响系统的转速波动特性。     

变量泵驱动变量马达系统协调控制算法研究

为了克服变量泵控制变量马达系统中泵和马达独立控制而存在系统溢流损失大、调节速度慢和没有发挥系统潜能等缺点,提出变量泵控制变量马达系统协调控制算法。变量泵对马达转速进行主动闭环控制;变量马达根据变量泵排量和马达转速要求进行预测控制而实现变量泵和变量马达的协调控制。变量泵闭环控制是时变系统,采用单神经元自适应PID控制算法;而对于变量马达控制,首先根据马达转速要求和变量泵排量计算马达预测排量,而后根据马达转速误差和转速误差变化率运用模糊控制算法修正马达预测排量而得到马达实际控制排量。对比仿真和实验表明:协调控制算法提高了变量泵控制变量马达系统响应速度,减少了系统溢流损失,验证了协调控制算法的正确性和有效性。     

基于遗传算法泵控液压马达系统优化研究

基于AMESim建立了泵控液压马达系统仿真模型,分析液压马达排量和负载惯量对液压马达轴转速的影响规律。以马达转速达到300 r/min的响应时间为目标函数,利用遗传算法进行了参数优化。优化后,马达排量为201 m L/r、负载惯量为3 kg·m~2,泵控马达系统马达轴转速响应时间减小,波动降低。     

高速开关阀控液压马达系统性能对比研究

采用一款高响应电液伺服阀并使其处于阀口开、关两种极限工况下工作的高速开关控制方式,构建一种阀控液压马达系统,实现对液压马达输出转速及扭矩的控制,以探究液压马达高速开关控制方法的基本特性。完成该高速开关阀控液压马达系统的设计及AMESim仿真模型的搭建。利用PWM信号控制高响应电液伺服阀实现对液压马达的高速开关控制,并通过仿真获得转速等参数随占空比和频率的变化规律。开发基于高响应电液伺服阀的高速开关阀控液压马达系统实验样机,进行实验与仿真结果的对比研究。结果表明：实验与仿真结果较为一致,液压马达转速随着占空比的增大而增大,随着外负载的增大逐渐降低;而仿真结果中负载的增加会轻微加快液压马达转速的稳定时间的结论,在实验中无法得到印证。     

单泵驱动双液压马达系统的仿真分析

液压系统实际工作时会用一个液压泵同时给两个液压马达供油,如果两个液压马达工作时所受到的负载力不同,即系统压力不同时,液压油液会优先流经压力较小的马达,造成马达转速不能满足设计要求。为了解决这一问题,分别在两个马达支路上各安装一个调速阀,调速阀由定差减压阀和节流阀串联组成,按照仿真数值调整调速阀参数从而解决由于节流口的压力变化而引起的流量变化,即实现负载力的变化不影响调速阀的工作性能。最后通过仿真软件AMESim对该液压系统进行了建模仿真分析,验证液压系统参数变化与液压回路设计的合理性。     

液压马达发电机并网转速控制方案及实验验证

风力机与定量泵连接后,气动转矩波动程度对调节机组并网转速具有明显影响,会造成机组传动链可靠度下降。从风速预测以及气动转矩性能出发,设计一种液压马达发电机并网转速控制方案,从而控制机组的稳定并网并减小机组的传动链载荷。采用Simulink软件构建垂直轴液压机组并网转速调控测试模型,之后在机组分别处于固定、阶跃与自然波动风速3种状态下进行变量马达转速调节。平稳风速和随机风速下并网转速试验结果表明,综合运用比例节流阀与变量马达调节可以使系统压力波动幅值达到0.1 MPa,显著降低变量马达的转速高频波动幅度,满足风电机组并网转速控制要求。     

单轨吊起吊马达先导式电液比例同步控制仿真分析

为了克服单轨吊偏载起吊和负载波动工况,提高设备的安全性,提出一种单轨吊起吊马达Fuzzy-PID同步控制系统。分析该系统液压工作原理,选择主从同步控制策略;在AMESim和Simulink中建模;进行联合仿真,并与PID进行比较,分析系统的同步性和鲁棒性。仿真结果表明：单轨吊起吊马达采用Fuzzy-PID是切实可行的,与PID相比具有响应速度快,超调量小,鲁棒性好的优点。Fuzzy-PID在偏载起吊时,系统在08 s内达到稳定转速,相对于PID提高了42.1%;最大同步误差为35 r/min,相对于PID降低了27.1%;稳定后同步误为0.6 r/min,相对于PID降低了40%。负载波动时,系统在0.4 s内达到稳定转速,相对于PID提高了429%;最大同步误差为13 r/min,相对于PID降低了9%。故Fuzzy-PID可以有效解决起吊马达偏载起吊和负载波动工况,能保证单轨吊起吊动作平稳、同步、安全进行。     

基于测功机加载的液压马达性能测试实验台设计

设计一种测功机控制负载的液压马达性能测试实验台,通过测功机接收工控机的控制信号改变发电机内部电流,达到控制马达负载的目的。选择某系列中最大压力为22.5 MPa的马达作为被测马达,在液压传动与控制技术基础上,完成了实验平台的液压系统回路设计,基于AMESim仿真软件分析设计方案的可行性。搭建液压马达实验平台,并进行可靠性测试实验。实验结果表明：测试结果和规律与厂家提供的参考数据一致,因此该液压系统符合实验设计要求,该实验台可以满足该系列马达在不同工况下的性能测试要求。     

变转速液压容积调速系统的控制结构

变转速液压容积调速系统是一种新型容积调速回路，所采用的控制结构有四种：恒压频比(U／f)开环控制、矢量小闭环控制、负载压力补偿控制和速度大闭环反馈补偿控制。本文简述了这四种控制结构，并针对大惯性变转速液压容积调速系统的特点，提出了三种新的复合补偿控制结构：反馈与负载前馈相结合的复合补偿控制结构、反馈与输入前馈相结合的复合补偿控制结构、反馈与输入前馈和负载前馈相结合的复合补偿控制结构，对于提高大惯性变转速液压容积调速系统的控制特性具有较大意义。     

基于LQ的变转速泵控马达系统转速控制研究

以变转速泵控马达系统为研究对象,为提高马达转速抗负载干扰能力,以马达转速稳定输出为控制目标,研究变转速泵控马达系统转速方法。建立了变转速泵控马达系统数学模型,以数学模型为基础,提出了基于线性二次型(LQ)的马达转速控制方法。以某企业泵-马达测试试验台为基础,对所提出的控制方法进行仿真与实验研究。结果表明:该方法具有良好的控制效果,实现了马达转速的稳定输出。研究结果为变转速泵控马达系统的应用奠定了的理论与实践基础。     

基于AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的采棉头液压系统设计

为解决采棉机采棉头液压马达由于负载不断变化引起的转速不稳定和不同步的问题,采用AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的方法,对采棉头液压系统进行了AMESim液压系统建模,在施加不断变化的负载情况下进行PID控制和模糊自整定PID控制仿真。结果表明:施加PID控制要比不施加任何控制的液压马达转速更加稳定,转速更加趋近于设定值;模糊自整定PID和PID控制都可以使液压马达转速趋近于设定值,但模糊自整定PID控制比PID的控制马达同步精度更高。     

基于AMESim的多功能液压试验台闭式系统元件选型分析

液压传动系统是工程机械整机重要的传动系统之一,而液压多功能试验台是面向工程机械液压传动系统研究的一个科学试验平台。介绍一种多功能液压试验台闭式马达泵系统元件的选型:根据实验要求,选择满足试验目的闭式马达;根据马达的参数,计算出可以与马达相匹配的闭式泵和电机的参数。将选择好的元件设计成闭式马达泵系统,然后用AMESim进行建模仿真分析,得到马达转速、扭矩变化曲线、泵出口压力变化曲线等。仿真试验结果验证了所设计的液压系统功能的正确性和合理性、元件选型的正确性。     

液压系统自适应模糊PID联合仿真研究

根据液压机械无级变速器传动原理,结合HMCVT试验台架、泵控马达测控系统及HMCVT测控系统,对双向变量泵工作效率进行分析,通过Design Expert10建立多元回归模型,并用响应曲面法分析各因素对双向变量泵的效率的影响。为提高变量泵控定量马达系统的工作效率,通过MATLAB/Simulink和多体动力学软件ITI SimulationX建立模糊控制模型与动力学模型,并进行联合仿真,采用自适应模糊PID控制和普通PID控制2种控制方法对定量马达输出转速和双向变量泵排量比进行比较。结果研究表明：定量马达稳定输出转速时间减少了0.86 s,超调量下降11.4%,排量比稳定输出时间减少0.57 s,超调量下降15.5%。为进一步研究HMCVT效率特性及动态特性提供依据     

HMCVT液压系统自适应模糊PID联合仿真研究

根据液压机械无级变速器传动原理,结合HMCVT试验台架、泵控马达测控系统及HMCVT测控系统,对双向变量泵工作效率进行分析,通过Design Expert10建立多元回归模型,并用响应曲面法分析各因素对双向变量泵的效率的影响。为提高变量泵控定量马达系统的工作效率,通过MATLAB/Simulink和多体动力学软件ITI SimulationX建立模糊控制模型与动力学模型,并进行联合仿真,采用自适应模糊PID控制和普通PID控制2种控制方法对定量马达输出转速和双向变量泵排量比进行比较。结果研究表明:定量马达稳定输出转速时间减少了0.86 s,超调量下降11.4%,排量比稳定输出时间减少0.57 s,超调量下降15.5%。为进一步研究HMCVT效率特性及动态特性提供依据。     

恒负载时转速降落开环补偿方法与实验研究

分析变转速泵控马达调速系统转速降落的主要原因,指出系统泄漏和电机机械特性均能引起转速降落,推导出转速降落补偿系数表达式,建立了恒负载时变转速泵控马达调速系统转速降落补偿方法。实验结果表明:在恒负载时,采用所提出的补偿方法能够很好地实现转速降落补偿。