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。     

新型多段液压机械无级变速器效率特性分析

介绍了泵、马达的近似效率计算公式和闭式变量泵-马达系统效率随转速、油压、排量变化的算法.导出了闭式行星齿轮传动产生功率循环的条件和液压机械无级变速器(HMCVT)典型结构的效率计算公式.描述了包含输入功率、泵马达排量、功率循环等因素时效率计算的合理步骤,对新型多段HMCVT进行了效率计算.结果表明:新型多段HMCVT的平均效率高于0.93,但随传动比、传递功率及转速的变化存在波动;控制传动比在泵排量为零的附近调节,可保证HMCVT高效率工作.     

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。     

泵控马达系统响应特性和效率特性的研究

建立了泵控马达系统仿真模型,对系统响应特性进行仿真研究和试验验证,结果表明:变量泵排量比由电信号决定,定量马达转速由电信号和泵转速共同决定。建立了静液压系统效率模型,对效率特性进行比较研究和试验验证,结果表明:泵控马达系统在大排量、中压、中高转速范围内具有良好的效率特性。     

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。     

变转速泵控马达系统位置控制试验研究

对变转速泵控马达调速系统存在的位置跟踪效果不理想问题进行了研究,并针对马达角位移控制提出了闭环PID控制方法。基于虚拟仪器技术完成了位置控制测控系统的开发,将开发出的测控系统应用到变转速泵控马达调速系统上,完成了马达角位移的开环控制、闭环PID控制试验。试验结果表明,采用闭环PID控制时的马达角位移跟踪效果明显好于开环时的跟踪效果。     

泵控液压系统中马达转速稳定控制及仿真分析

泵控液压马达系统中,由于外负载突变会导致发动机转速变化,进而引起变量泵转速改变,最终造成液压马达转速波动量过大及调整时间过长。针对变量泵-定量马达闭式液压系统,构建数学模型,得到传递函数框图,分析负载变化导致马达转速波动的原因。提出一种前馈补偿控制方法,通过实时改变变量泵的斜盘摆角来补偿变量泵转速扰动而引起的流量变化。推导补偿函数,并分别对阶跃100%负载、阶跃20%负载工况及斜坡100%负载、斜坡20%负载工况进行仿真。结果表明：增加前馈补偿控制后,马达转速波动量最大减少了3.87%,调整时间最多缩短了1.77 s。     

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。     

管件半自动焊接工装设计

利用企业旧设备上的变速箱，并配予变量泵-定量马达液压系统，使变速箱输出轴的转速满足管件焊接低速的要求，并可无级调速，保证焊接质量，提高加工效率。     

泵控式电液伺服速度控制系统仿真与分析

通过分析泵控式电液伺服速度控制系统的原理,建立其数学模型,应用SIMULINK分析改变输入信号的幅值、积分放大器增益和变量泵的排量梯度时系统的动态特性。结果表明:增加输入信号的幅值,系统的调节时间增加;增大积分放大器增益和变量泵的排量梯度时,系统的调节时间增加,超调量增大,上升时间变小,稳定性能降低。从而为泵控式马达速度控制系统的优化提供依据。     

变频燃油加油机系统节能与控制研究

针对普通燃油加油机泵送效率低和能耗大的问题,提出将变频技术引入加油机系统中。分析了变频燃油加油机的结构和原理,通过理论分析推导了系统数学模型。针对变频燃油加油机系统存在的超调量大、动态响应慢、稳态精度不足等问题,提出了一种模糊自适应PID控制策略,建立相应的数学仿真模型,并搭建变频泵送系统实验平台,进行了能耗测试。仿真和实验结果表明:采用模糊PID控制的变频控制系统超调量小、稳定性好,该方法对输入信号变化的响应具有更好的鲁棒性和快速性,显著改善了系统控制效果。随着电机频率的增大,燃油加油机的泵送效率先增大后减小,证明了加油机系统引入变频技术的必要性。与普通燃油加油机相比,采用模糊PID自适应控制的燃油加油机大大降低了系统能耗,节能率达43%以上,加注精度可控制在0. 2%内。     

基于自适应模糊PID的连续管作业机注入头速度控制研究

连续管作业机工作过程中起/下管速度控制主要依赖手动调节注入头泵的排量、马达压力等。为解决操作复杂、自动化程度低等问题,将连续管作业机注入头液压系统简化为闭式泵控马达系统,将传统手动控制方式改进为自动控制方式。分析泵控马达系统的工作原理,在AMESim中构建泵控马达系统的液压仿真模型;利用MATLAB/Simulink设计出AMESim仿真模型的PID及自适应模糊PID控制模型,从而构成整个系统的闭环控制联合仿真平台。采用PID算法及自适应模糊PID控制算法对系统响应进行仿真分析。结果表明：采用自适应模糊PID控制方式后,液压模型的响应速度更快、无超调和滞后现象、稳态误差更小,泵控马达系统具有良好的动态特性。     

舰载大口径弹药扬弹机的液压系统设计与仿真

针对大口径弹药的舰船扬弹机液压系统工作中油马达输出转速波动导致扬弹速度不稳、可控性低的问题,在了解扬弹机工作原理基础上,通过替换定量泵为变量泵、添加转速传感器和PID控制器,对液压系统结构进行了设计。采用传递函数法建立了系统数学模型,基于Simulink建立了系统仿真模型,对马达输出参数进行了仿真计算。分析结果表明:改进后的系统输出更加稳定灵敏,具有一定的可行性。     

泵阀联合调速在电动叉车中的应用

为解决电动叉车液压系统在启动和位置调整时响应速度慢等问题,提出了一种采用泵阀联合调速的解决方案。针对电动叉车工作特点,提出了泵阀联合调速的控制方式,在泵控环节,通过引入模糊控制作为算子函数,实时整定PID参数,从而提高电机在不同工况下的自适应能力;在阀控环节,采用PID控制确保输出流量的稳定性。采用Simulink和AMESim进行仿真,结果表明:采用模糊控制的矢量调速对于不同工况的适应能力有很大提高,而采用阀控则可有效提高系统响应速度。两者结合的泵阀联合调速,不仅克服了单纯变频调速响应滞后的缺点,同时对于复杂工况有很好的适应能力。     

基于液压调平大阻尼系统的模糊PID控制研究

某高空作业平台自动调平系统存在调整时间长、响应速度慢的问题。为改善一般位置随动系统的性能,针对该系统的大阻尼特征,设计了常规PID控制算法。通过仿真实验,获得一组较优控制参数,使得系统响应快速性得到改善,但也存在超调过大的缺陷。为进一步优化系统,将模糊控制与PID控制结合,设计了一种模糊PID控制器。仿真分析结果表明:应用该模糊PID控制器,系统的调整时间与超调量都得到了明显优化。     

基于改进PSO算法的EHA叉车举升系统仿真分析

为改善EHA叉车举升系统的动态特性,建立系统的电机和液压部分数学模型.针对传统PID控制系统参数调整困难、超调量大、响应速度慢等问题,将改进PSO优化算法与PID控制器相结合,提出一种PSO-PID控制器.通过MAT-LAB/Simulink搭建整个系统的仿真模型,对比分析采用传统PID控制与PSO-PID控制的系统的...     

模糊PID在永磁同步电机驱动的无阀液压系统中的应用

针对传统电机作为无阀液压系统动力装置时存在的效能低下、速度调节不稳定和响应速度慢等问题,提出将矢量控制永磁同步电机代替传统电机驱动无阀系统中的泵,并建立无阀液压系统的数学模型。传统PID很难解决该无阀液压系统控制过程中的时变性、非线性等问题,因此设计基于该无阀液压系统的模糊PID位置控制器。采用AMESim和MATLAB软件对无阀系统进行联合仿真,将仿真实验结果与采用传统PID的仿真实验结果进行对比。结果表明:模糊PID控制方法对永磁同步电机驱动的无阀液压系统在响应速度、抗干扰性以及位置跟踪精度方面有着良好的效果。     

管内智能封堵器调速节能装置模糊PID控制方法研究

管内智能封堵器在管道抢修与维护中被广泛应用,调速装置可以利用智能封堵器前后压差的改变来调整其在管道内部的运行速度.由于智能封堵器能量供给采用电池组供电的方式,受到电池组存储极限的限制,其工作时间会受到一定的影响.因此,设计一种带有蓄能器的调速节能装置来解决这一问题.利用MATLAB/Simulink中Simcsape软...