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。     

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。     

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。     

一种双泵组合变频液压调速系统

为提高变频调速液压系统的调节范围和响应速度,提出一种变频液压泵和定速液压泵组合的液压调速方案.建立系统数学模型,结合液压泵许用转速范围,给出两个液压泵的流量分配关系.以泵控马达液压系统为例,建立基于转速PID控制的系统仿真模型,对其调速性能进行验证.结果表明:采用所提的调速方案可实现转速连续平稳调节,液压泵的流量分配符...     

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。     

TP1700型运梁车驱动系统同步控制设计与应用

TP1700型运梁车采用分体式4车独立驱动系统,针对其同步精度要求高的问题,进行了理论分析及仿真研究,提出了使用压力与转速信号的同步控制方法。基于液压传动系统的规律,将其简化成泵变量机构与泵控马达两部分。以某一车为基准信号,调节其余车泵的排量,根据系统结构特点,分别满足不同车之间压力同步或转速同步。利用AMESim软件对系统进行建模与仿真,通过与实测数据进行对比,验证了仿真模型的准确性和系统原理的正确性。仿真和实际使用结果表明,采用压力与转速信号的同步控制方法,能够有效保证系统的同步性。     

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。     

基于COMSOL的摆线泵流场特性研究

基于COMSOL建立摆线泵模型,对旋转域采用动网格技术、动静区域采用一致对方法实现数据传递。设置相应的边界条件后对泵进行CFD仿真,并通过试验验证仿真模型的可行性。对比不同温度下摆线泵的流场特性。结果表明:试验与仿真误差略微超过5%,仿真模型可行。对比油液在不同温度下的出口流量、压力特性,结果表明:随着油液黏度降低,摆线泵的出口流量均值降低,流量脉动率增加;摆线泵出口压力均值变化很小,但压力脉动率得到较大幅度增加。分析不同温度下摆线泵旋转域截面,结果表明:由于油液黏度降低,使得油液流动性变好,造成在吸油区产生的负压较低,在排油区径向和轴向泄漏增大,使得泵出口流量降低。研究结果为其他泵的仿真提供参考。     

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。     

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。     

内外啮合齿轮泵与马达传动的特性分析

为了实现齿轮泵输出流量的定级变化、齿轮马达输出转矩和转速的定级变化,设计了内外啮合型齿轮泵和马达,将内外啮合齿轮泵和马达组成传动系统。以内3外2型为例,对内外啮合型齿轮泵和马达的原理进行了分析:泵具有5个独立的油液输出口,通过不同组合可以组成11中不同的供油方式;马达有5个进油口,在普通连接下可以输出11种转矩与转速,在差动连接下可以输出6种转矩与转速。分析结果表明:在内外啮合齿轮泵和马达的传动系统中,通过改变泵的供油组合方式、马达的连接方式,可以定级的改变马达转矩与转速,拓宽了齿轮泵和马达的适应领域。     

基于AMESim的泵车水泵液压系统流量匹配装置设计与研究

清洗水泵是泵车上必不可少的装备,水泵实际须配的功率很低(约3 k W),而泵车发动机功率很大(287 k W),现所有泵车水泵的液压系统,均采用定量泵-定量马达系统,在发动机高速运转、定量齿轮泵系统流量很大时,水泵将泵出高压水,而发动机怠速、系统流量低时,系统基本没法正常泵水工作。针对此问题,提出了一种定量泵-定量马达系统流量匹配的设计方法,该方法能保证水泵系统在泵车发动机从怠速到全速各工况下,均能正常工作、泵出高压水,并且利用AMESim软件,建立流量匹配装置的仿真模型,对流量匹配装置工作的动态特性进行仿真分析。仿真结果表明,该系统的动态工作性能完全满足设计的要求。     

基于CFD新型机油泵容积效率分析及实验研究

以新型汽车机油泵样机为研究对象,采用CAD软件对转子式机油泵内流场进行几何建模,对模型应用非结构化网格生成技术划分网格并进行有限元前处理。在采用k－ε湍流模型的基础上,应用计算流体力学软件模拟稳定工况下机油泵进、出口部分的三维湍流流动,得到了压力等高线云图、流量值、流线图等及机油泵容积效率与转速的关系曲线;对样机进行流量实验,将数值模拟得到的机油泵容积效率和转速曲线与实验特性曲线进行比较,得到模拟结果与实验结果基本吻合。结果证明：数值模拟能够准确地反应机油泵的量特性和特殊流动性能,为机油泵的设计开发和优化改进提供了新的研究方法和技术支持。     

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。     

数控变量泵调节力矩的特性分析

数控变量泵是实现高效传动的技术关键。本文通过对文献[1]中的数控变量泵实测和理论分析得出了调节力矩特性曲线、函数关系及其影响因素。指出了步进电机的选择原则、启动和运行频率区段的划分。     

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。