基于压差传感的电液进、出口节流独立调节原理及控制特性研究

提出了基于压差传感的进、出口节流独立调节原理 ,特别适用于大惯性负载的加、减速及制动过程控制。理论分析和试验表明 ,采用该调节原理 ,可以缩短大惯性负载加速过程时间 ,避免减速及制动过程中执行器出油侧的压力冲击 ,提高系统的阻尼比 ,是改善大惯性负载加速特性、解决大惯性负载减速及制动过程平稳性问题的有效途径之一。     

独立阀口控制系统流量饱和时控制特性研究

传统负载敏感液压系统中多执行器同时运动时,执行器的协调运动会因泵的流量不足而受到影响。根据独立阀口控制系统的优势,采用压力流量复合控制策略,并给出了多执行器复合动作时流量分配控制方法,实现了系统流量在惯性负载工况下执行器复合动作时的合理分配,并能降低负载力突变带来的干扰。最后通过AMESim和MATLAB联合仿真验证了在系统流量饱和时,该控制方法可以保证执行器承受惯性负载和负载发生突变时,拥有较好的协调性和稳定性。     

基于负载口独立的挖掘机回转液压系统仿真分析

负载口独立技术增加了系统的控制自由度,进、出口节流面积可独立调节。此方法与挖掘机回转液压系统的加速启动、减速制动的分段控制过程相吻合。利用系统增加的自由度进口采用计算流量反馈的控制方法控制回转平台转速,出口采用压力反馈控制方法实现回转平台的平稳制动。理论分析和Matlab/SimHydraulics仿真分析表明,利用负载口独立技术,可以提升挖掘机回转启动的快速性、降低减速制动时的压力冲击及减少反复振荡,是提升效率、启制动平稳性的有效途径之一。     

泵阀复合进出口独立控制液压挖掘机特性研究

传统四边联动阀控制液压执行器可控性差、在超越负载工况能耗大。为改进这些不足,提出动臂、斗杆液压缸和回转液压马达采用泵阀复合、流量压力匹配进出口独立控制、铲斗液压缸与行走液压马达采用原有四边联动阀的液压挖掘机整机方案。建立液压挖掘机机械结构多刚体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机分别对采用负载敏感系统和新回路系统控制的动臂、斗杆和回转马达三个执行机构动静态性能和能耗特性进行研究。进一步构建基于上述原理的试验测试样机,试验结果表明所建立数字样机具有较高的准确性;采用流量匹配进出口独立控制方法可以显著降低阀口工作压差,提高能量利用效率,减小执行机构压力冲击,提高整机运行平稳性。     

基于开关液压源的大惯性负载速度控制系统

提出一种适用于多执行器复合控制系统中对驱动大惯性负载液压马达速度进行控制的新型节能型电液控制系统,针对其大惯性负载马达联执行器的驱动控制,引入开关液压源理论,构成一个半闭式液压回路,实现了输出转矩与负载的自动适应,大幅度提高能量的转换效率。在此基础上,提出相应的脉频调制速度控制方法,并进行了理论分析和试验研究。结果表明,该系统具有良好的节能效果与较强的抗干扰能力;虽然输出速度有小幅纹波,但并不影响系统的闭环控制。     

先导流量压差变化-位移校正电液比例阀特性

比例流量阀可根据设定信号连续比例控制执行器的速度或者转速,是重要的电液控制元件,广泛应用于各类电液系统。传统电液比例流量阀为消除负载压力变化对流量的影响,需要采用压差补偿器或流量传感器,增加了阀结构的复杂性和体积,并引起附加的节流损失。针对这些问题,根据Valvistor阀的流量放大特性,提出基于先导流量压差变化-位移校正、主阀流量放大的新型电液比例流量控制原理,该方法根据压力传感器检测的先导阀口压差实时校正先导阀芯位移,并通过主阀线性放大先导阀流量。研究中,建立新型比例流量阀的数学模型,推导得出基于补偿原理的控制策略;进一步建立阀的仿真模型,对比分析补偿前后比例流量阀的静动态特性;设计制造试验样机,通过试验验证了所提原理的可行性。测试结果表明,采用该原理可消除主阀口压差变化对输出流量的影响,动态响应快,特别适用于大流量的电液流量控制。     

一种新型的流量控制阀——加减速度阀

目前在液压系统中大多使用节流阀和调速阀控制执行机构的速度。行程节流阀和行程调速阀虽能实现速度换接,但它需要设置适当的挡铁,安装调整较烦琐,并有撞击噪声,而且由于速度和惯性的变化引起定位精度的变化。加减速阀不但可用来调整稳定流量,并可对执行机构进行加减速控制,获得令人满意的速度换接。它特别适用于高速、大惯性场合。它可有效地抑制液压冲击,使运动部件的起动、制动效果良好,控制精度提高。     

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。     

液电混合高能效直线驱动系统控制及仿真分析

现有电液控制系统为控制液压缸位置,采用比例阀或伺服阀,造成了非常大的节流损失。为改善能效,提出了一种采用电-机械执行器和液压缸的新型液-电混合驱动系统,电-机械执行器用于控制负载运行速度和位置,主要克服惯性力;液压缸主要克服外负载力。为了抑制二者之间的耦合影响,电-机械执行器采用位置闭环控制,并在转矩环补偿干扰力。控制阀主要起液压缸换向作用,节流损失很小,以设定的电-机械直线执行器输出力阈值为基础,通过调节泵压力(液压缸进油压力)或阀开口(液压缸回油压力)控制液压缸输出力。研究结果表明,所提系统具有与阀控缸系统相同高的控制精度,并可大幅减小节流损失。与阀控缸系统相比,液电混合驱动系统能效提升了43.1%。     

多执行器载荷差异储能均衡系统特性

针对阀控多执行器复合作业系统节流损失大、动势能浪费严重等问题,提出一种多执行器载荷差异储能均衡原理。首先对多执行器系统功率分配特性进行分析,明确了载荷差异产生节流损失的原因是动力源压力与最大负载相匹配,导致其他执行器控制阀产生过大的压力损失。然后建立了载荷储能均衡液压挖掘机联合仿真模型。并设计电液储能单元控制各执行器进油腔的压力相等,从而消除执行器载荷差异造成的节流损失。在动臂、铲斗同时动作时,与流量匹配系统相比,所提系统节流损失降低达75%,系统效率提升39%;同时,电液储能单元实现了传统压力补偿器的压差调控功能,显著提升了系统运行平稳性。     

ELECTRO-HYDRAULIC COMPOUND CONTROL METHOD AND CHARACTERISTIC OF CONTROL FOR TENSION SYSTEM WITH HIGH INERTIA LOADS

Based on the pressure regulation circuit adopting electro-hydraulic proportional relief valve to control tension, a new type of electro-hydraulic compound control circuit with throttle control unit is presented, which can obtain optimal dynamic damping ratio through real-time altering pressure-flow gain of the throttle control unit, improve the dynamic characteristic of tension follow-up control for the tension system with high inertia loads. Moreover, the characteristic when the cable linear velocity variation causes change of tension is investigated, and a compound control strategy is proposed. The theoretical analysis and experimental results show that the electro-hydraulic compound control circuit is effective and the characteristic of the compound control strategy is satisfactory.     

1000 t惯性摩擦焊液压多缸同步控制策略研究

针对大吨位惯性摩擦焊机多缸液压顶锻系统强干扰、强非线性的特点,面向多缸系统同步性能的高精度、强抗干扰的要求,基于自行设计的一套具有位置反馈的三缸液压顶锻系统,建立了阀控缸系统以及位置反馈同步系统的动态响应数学模型,并且提出了以伺服阀控液压系统为基础,在偏差耦合控制方式下采用模糊PID对控制参数进行优化的多缸同步控制策略。在MATLAB Simulink中对该控制算法进行仿真研究,并与传统PID控制算法进行对比。结果表明,所设计的控制策略实现了千吨级负载下多缸系统同步误差小于0.05 mm的稳定输出,具有较好的鲁棒性和较高的同步控制精度,为国产大吨位惯性摩擦焊机液压伺服系统提供设计参考。     

灰色预测模糊PID控制在调节阀智能定位系统中的应用

针对气动调节阀系统大惯性、纯滞后和时变性的特点,建立了调节阀执行机构的二阶加纯滞后模型,在此基础上设计了基于灰色预测模糊PID算法的复合控制器。PID模块作为该复合算法的基础,用来减小系统偏差,提升动态性能;模糊控制模块对系统偏差及其变化率进行模糊处理,输出值作为PID参数的调整量,实现在线调整控制参数,克服时变性对系统的影响;灰色预测模块对系统输出数据序列进行提取并预测未来发展趋势以进行系统的“超前控制”,进一步解决气动系统滞后和稳态性能差的问题。基于灰色预测模糊PID算法的复合控制器将灰色预测模型、模糊控制和比例微积分算法相结合,可实现阀门位置的高精度调节与智能控制。仿真结果表明,灰色预测模糊PID控制算法相比常规PID以及模糊PID具有更快的响应速度、更高的调节精度以及更好的稳态性能。     

基于深度强化学习的混合动力汽车智能跟车控制与能量管理策略研究

以研究智能混合动力汽车控制技术与深度强化学习算法为目标,首先,在两辆混合动力汽车的跟驰环境中,针对领航车提出一种基于深度值网络算法的能量管理策略,实现深度强化学习对发动机与机械式无级变速器的多目标协同控制;其次,针对跟随车建立基于深度强化学习的分层控制模型,实现面向智能混合动力汽车的上层跟车控制与下层能量管理;最后,仿真验证分层控制模型的有效性。结果表明,基于深度强化学习的跟车控制策略具有理想的跟踪性能;同时,基于深度强化学习的能量管理策略在领航车与跟随车中均实现了较好的燃油经济性;此外,基于深度强化学习的能量管理策略输出每组控制动作的平均时间为1.66 ms,保证了实时应用的潜力。     

GENERATION OF ASYMMETRIC F-v CHARACTERISTICS FOR SYMMETRIC MR DAMPERS

An asymmetric damping force generation algorithm is originally proposed to yield the asymmetric force-velocity characteristics for the symmetric magneto-rheological (MR) dampers. The command current is formulated in an asymmetric manner to excite the symmetric MR dampers by employing the "on-off" control law in response to the direction of velocity, and a smooth modulation function is developed without phase shift to suppress strong transients in the damping forces caused by the current-switching discontinuity. The effectiveness of the proposed algorithm is evaluated by analyzing the dynamic responses of a quarter-vehicle suspension system with a symmetric MR-damper by modulating the command current into the asymmetric manner. The simulation results show that the proposed algorithm could achieve a better compromise between the conflicting requirements of the asymmetric damping force ratio and the force-velocity curve smoothness, and the asymmetric damping MR-suspension design can ideally improve the road holding and ride performances of vehicle motion. The proposed algorithm can be generally incorporated with a controller synthesis to realize an intelligent vehicle suspension design with the symmetric MR dampers.     

自由锻造液压机控制策略

自由锻造液压机工作压力高、换向频繁,须要对大运动惯量部件进行平稳和精确控制,难度很大,现有控制方法无法很好地解决这一难题。通过研究自由锻造液压机工作特性,提出一种应用于自由锻造液压机的预测型多模式模糊控制策略。对液压机的不同区段分别进行模糊速度、位置和Bang-Bang控制,获得较高的快速性、平稳性和定位精度;使用预测算法,解决液压系统执行机构存在的动作滞后和惯性对控制特性与控制精度的影响。应用预测型多模式模糊控制策略,以减少液压机动作滞后的影响,使自由锻造液压机活动横梁的控制精度达到±1 mm,最高锻造次数达到120次/min,系统的液压冲击和主机振动也得到有效控制。     

大惯性负载电液进出口节流独立调节系统研究

提出了针对大惯性负载的电流储出口节流独立了系统的构成、控制结构和控制算法,同时进行了相应的实验研究。研究表明,对系统实行进出口节流独立调节,对大惯性负载的加减牢牢胃效,能大惯性负载的加速控制特别有铲,能大大减小大惯性负载起动、制动时的冲击现象。同时,采用压差传感的计算流量反馈控制,能使控制流量不随负载压力的变化而变化,提高了系统的操作性。差压传感的电液进出了口节流独立调节系统可简化系统结构,实现电     

基于并行计算的平面可调七杆机构动力学解析模型研究

基于运动学分析、凯恩动力学方程及数字-符号法,提出采用并行计算建立平面可调七杆机构动力学解析模型的方法,并研究了构件杆长及惯性参数变化对驱动力/力矩的影响.利用封闭矢量法对平面可调七杆机构进行运动学分析,得到各构件的速度和加速度表达式;将独立广义坐标、杆长及惯性参数作为符号量,其余参数处理为数值量,导出动力学解析模型的数字-符号表达式,并构造了解析模型的并行算法.由于动力学模型及实时代码优化是离线建立的,并且采用并行计算结构,减少了在线计算时间,从而为实时控制打下了基础.给出的仿真实例证明了此方法的有效性.