液压变压器排量特性

重点对新型液压变压器的排量特性进行了仿真和试验研究。通过公式推导,建立了新型液压变压器排量计算的数学模型,并利用此模型对液压变压器进行排量特性的仿真研究;同时设计了液压变压器性能测试试验台, 在其试验台上对液压变压器进行了流量、转速、排量随角度变化时各自性能的试验研究,以及排量与负载关系特性的研究;最后,经仿真和试验对比,发现仿真结果与试验结果相吻合。研究表明液压变压器的排量是配流盘控制角度的函数,而与负载大小以及液压变压器的转速无关。     

液压泵效率与排量特性试验研究

为实现工程机械液压系统的高效节能,对液压泵的效率和控制特性进行试验研究.基于液压试验台,测试了液压泵在不同压力、转速和排量下的效率,并进行了建模分析.之后对液压泵排量的动态与静态电比例控制特性进行了对比试验.研究结果表明液压泵的高效区分布于等值线图的右上角,即中高转速和排量范围内.液压泵排量控制特性基本不受转速影响,受负载压力影响较大,新旧液压泵的排量控制特性基本相同.研究为工程机械动力匹配奠定了基础.     

变转速变排量双控轴向柱塞泵脉动特性及噪声研究

基于对斜盘式轴向柱塞泵的理论分析,利用AMESim软件建立变排量柱塞泵模型。在同负载条件下,通过变转速和变排量调节对泵的压力脉动特性进行仿真测试及试验验证,得到仿真和试验曲线基本吻合,验证模型的准确性。并在此基础上根据试验及仿真数据,在相同负载和不同负载下,对采用转速、排量调节相组合情况下泵的压力脉动特性进行比较分析,结果表明随泵转速或排量变大,泵的压力脉动幅值均增大,在独立控制、同流量输出情况下,排量调节比转速调节脉动幅值大;在双控方式下,采用高转速、低排量方式压力脉动幅值最小,功率最大。进一步地,从噪声角度对泵特性进行分析,结果表明在转速、排量独立调节情况下,系统噪声的变化趋势与压力脉动一致;在同负载同流量、变转速和变排量相组合的液压系统中,系统噪声变化与压力脉动变化趋势恰好相反。在同负载同流量下对试验和仿真数据进行对比分析,仿真模型中高转速与低排量组合的压力脉动小,试验曲线中低转速与大排量组合电动机输入功率小,系统噪声低。通过以上分析研究,为变转速和变排量双控理论研究和工程应用提供了技术支撑。     

闭式泵控液压回转-机械直线执行器的效率特性

新型液压回转-机械直线执行器采用液压马达代替电动机驱动滚珠丝杠,解决了电动缸功率密度低以及非对称液压缸流量不匹配等问题。为了进一步研究该系统的效率特性,推导其效率模型,后在SimulationX中建立其物理模型,通过理论分析与仿真结合的方法,研究了泵的排量比、泵的输入转速、系统的负载力、减速器传动比等参数对系统效率的影响。结果表明:系统的总效率受液压回路的效率影响最为显著;系统在大排量、中高转速、较大负载力下具有良好的效率特性;正常作业时,系统的总效率通常不会低于60％,最高可达68％。     

转速排量复合控制电驱液压挖掘机能耗特性研究

为克服内燃机驱动液压挖掘机动力源能效低、排放差、噪声大的问题,提出一种纯电驱负载敏感系统,采用变频异步电机作为动力源,为克服电动机高速轻载、液压泵小排量工况效率低的不足,设计了基于"排量预值"的转速-排量复合控制方案,尽可能使液压泵处于大排量状态,在流量高动态变化时,采用变排量控制,克服电动机动态响应的不足。构建了3种驱动方案下液压挖掘机机电液联合仿真模型,以动臂单动作及工作装置复合动作进行研究,对比分析不同驱动方案下液压挖掘机能耗特性,并分析"排量预值"对设计方案能效的影响。相比柴油机驱动和定速电机驱动,转速排量复合控制方法可以分别节约成本约63%和38%,随着"排量预值"的增大,纯电驱液压挖掘机的运行成本逐渐降低。     

超越负载工况下大吨位轮式起重机闭式液压系统控制研究

在超越负载工况下分析闭式液压系统转矩特性,指出作业时调节马达或泵排量涉及到施加在发动机上负功率的大小、吊装效率及安全隐患;提出一种新型控制技术用于控制超越负载工况下闭式液压系统,原理为在主系统内设置一平衡阀,利用主系统低压侧压力与外控控制系统压力相互关联控制平衡阀先导开启压力,控制平衡阀通过驱动油源流量,限制发动机超速;控制器采集马达转速传感器数据与设定值比较并对泵排量数据进行调整,使马达转速按设定值运转,提高发动机负功率吸收能力,防止出现"飞车"危险工况发生。     

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。     

基于AMESim的阀芯回转式液压激振器的动态特性研究

针对传统液压激振器频率及负载难以提高的问题,提出一种阀芯回转式液压激振器。介绍了阀芯回转式液压激振器系统组成及工作原理,建立系统数学模型,利用AMESim软件对系统进行仿真分析,得到不同阀芯转速、供油压力、负载下系统的动态特性。结果表明:改变电机转速、供油压力,即可对激振器的振幅幅值、速度、加速度、激振力进行控制;负载的大小对该激振器整体性能影响较小。通过对该激振系统的仿真研究,为设计高负载高频率的液压激振器提供了理论依据。     

汽车电动液压助力转向系统的仿真分析

研究了汽车电动液压助力转向系统(简称EHPS)的结构组成和工作原理。通过建立系统的状态空间方程,搭建了系统的Simulink仿真模型。对系统中转速电流双闭环控制直流电动机的响应特性、跟随特性和抗负载干扰特性进行了仿真分析,分析结果为电动机的选择与匹配提供了理论指导。对液压泵排量、扭杆刚度和活塞的工作面积对系统工作性能的影响进行了仿真分析,分析结果为EHPS的性能分析和优化设计提供了理论依据。     

静液压驱动车辆加速过程动态特性研究

针对配备双变量机构的静液压驱动车辆，以实现车辆最大加速能力为目标，对车辆加速过程变量机构控制策略和系统动态特性进行研究。首先从理论上分析实现车辆最大加速能力的驱动系统理想输出特性，得到泵、马达排量随马达转速的变化关系。进一步分析静液压驱动系统容积效率对车辆加速性能的影响，得到实际控制量与理论控制量之间的修正规律。为解决实际系统容积效率难以获取的难题，提出容积效率修正因子以及速比闭环反馈控制的方式，对泵和马达的理论排量进行修正，提出实现车辆最大加速能力的泵马达排量控制策略。通过仿真和试验对所提控制策略进行了验证，试验结果表明所提出的控制策略能够使车辆实现较好的加速性能，证明控制策略的可行性，具有较好的适应能力。     

电控直线电机变排量负载敏感系统仿真分析

传统负载敏感系统是通过机-液反馈控制,具有鲁棒性差、易振荡、难以实现精确的排量调节等缺点.据此,提出了电控直线电机变排量负载敏感系统,利用直线电机代替变量缸来调节轴向柱塞泵排量,并利用流量前馈结合压差反馈的方式对直线电机进行控制,实现液压系统的负载敏感功能.利用AMESim-MATLAB联合仿真对电控直线电机变排量负载...     

泵控马达液压调速系统负载扰动补偿控制

以泵控马达调速系统为研究对象,建立定量泵-变量马达调速系统数学模型。针对系统负载扰动的随机不可控性,提出了负载扰动补偿控制方法。通过负载扰动观测,依据系统结构不变性原理实时补偿变量马达摆角,实现系统的转速控制。通过燕山大学泵控马达实验平台对所提出的负载扰动补偿控制方法进行仿真与实验研究。仿真和实验结果表明所提出控制方法提高了系统的鲁棒性和控制性能,具有较高的控制精度。     

装载机流量匹配转向系统特性分析

国产小型装载机普遍采用负荷传感转向方式,该系统定量泵输出流量不能根据负载需求进行调节,会产生与流量有关的能量损失。针对此问题,提出用伺服电机独立驱动定量泵的流量匹配转向控制方法。在SimulationX中建立了装载机整机联合仿真模型,对采用负荷传感转向系统的装载机进行了仿真研究;构建了装载机的试验测试系统,对比仿真与试验结果,验证了仿真模型的准确性。进一步将流量匹配转向系统应运于此仿真模型,维持与现有系统相同转向特性的条件下,该系统在各转向工况下降低泵输出能耗约35%。     

音圈电机直驱水液压球阀的动态特性建模与仿真研究

音圈电机直驱水液压球阀由音圈电机和水液压球阀阀体两部分组成.电机轴与阀芯组件直接接触,所以阀芯组件受到的摩擦力、弹簧力、密封圈阻力和流体作用力等直接作用在电机上,是电机负载的一部分,而负载特性的不明确是限制直驱阀动态特性提升的因素之一.为了克服这个问题,对球阀进行了较为全面的数值和试验分析.在数值分析中,使用动量法计算...     

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。     

Adaptive sliding mode back-stepping pitch angle control of a variable-displacement pump controlled pitch system for wind turbines

A variable-displacement pump controlled pitch system is proposed to mitigate generator power and flap-wise load fluctuations for wind turbines. The pitch system mainly consists of a variable-displacement hydraulic pump, a fixed-displacement hydraulic motor and a gear set. The hydraulic motor can be accurately regulated by controlling the pump displacement and fluid flows to change the pitch angle through the gear set. The detailed mathematical representation and dynamic characteristics of the proposed pitch system are thoroughly analyzed. An adaptive sliding mode pump displacement controller and a back-stepping stroke piston controller are designed for the proposed pitch system such that the resulting pitch angle tracks its desired value regardless of external disturbances and uncertainties. The effectiveness and control efficiency of the proposed pitch system and controllers have been verified by using realistic dataset of a 750 kW research wind turbine.     

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。     

非对称轴向柱塞泵变排量控制特性分析

非对称轴向柱塞泵直接闭式控制单出杆液压缸系统具有结构紧凑、能效高和噪声低的优势,其排量控制特性直接影响泵控系统运行特性。基于此,提出基于斜盘摆角位移反馈的排量控制方案,根据电液比例排量调节工作原理,考虑弹性负载刚度及外负载力干扰的影响,建立了非对称轴向柱塞泵的变排量控制系统模型。通过MATLAB/Simulink仿真分析了不同活塞直径、负载刚度、斜盘摆角、负载压力对泵的出口流量动态特性的影响。仿真结果表明,减小液压缸活塞直径、增大负载刚度可以加快响应速度;增大负载压力可以提高响应稳定性。通过实验验证了仿真结果正确性,实验表明非对称泵的变排量工作性能稳定可靠。