基于AMESIM的EPB盾构刀盘液压驱动系统的仿真研究

结合某型盾构机,研究了6.4m土压平衡盾构机刀盘驱动液压系统的结构组成和工作原理,采用变量泵变量马达闭环控制方式,设计了6.4 m EPB盾构刀盘液压驱动系统.在AMEsim环境中建立刀盘驱动系统的仿真模型,按实际情况设置子模型参数,对刀盘速度负载特性和负载波动情况进行仿真,并对结果分析,为盾构机国产化研究提供参考依据.     

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-MATLAB联合仿真的液压盾构刀盘控制策略与特性研究

为提高盾构刀盘液压驱动系统在不同负载工况条件下的能耗利用率,设计一种智能变功率控制模式的刀盘液压驱动系统。以实际生产的某型盾构机为例,建立盾构刀盘液压驱动系统模型。提出采用智能切换功率级别与恒功率控制相结合的策略,运用模糊控制算法实现根据负载变化智能选择相应的功率级别,从而达到节能高效的目的。结合某工程实际施工过程中外载荷的变化数据,采用AMESim与MATLAB两个软件进行联合仿真,比较了传统的恒功率控制与新型智能变功率控制系统在刀盘转速、工作效率方面的异同。结果表明,采用新型智能变功率控制策略的刀盘液压系统效率比现有液压系统提高近10%。     

盾构刀盘液压驱动实验系统仿真分析与实验研究

以盾构刀盘驱动系统实验平台为研究对象,基于AMESim仿真软件构建该实验台泵控马达液压控制系统的仿真模型,通过分析变载荷条件下刀盘转速的动态响应特性,来验证刀盘驱动实验系统的载荷顺应能力和多马达同步控制性能,并基于所设计实验平台进行相关实验研究,结果证明所设计液压系统满足预期控制要求.     

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。     

盾构机刀盘驱动液压系统设计

该文针对盾构机刀盘驱动系统的工作要求,设计了一种刀盘驱动液压系统,系统为变量泵-变量马达闭式回路,采用电液比例技术实现刀盘双向旋转和无级调速.系统在满足要求的前提下具有效率高、节能的特点.     

液压蓄能式风力发电机组蓄能发电系统的转速刚度的研究

在液压蓄能式风力机组故障或无风时,蓄能器组代替液压泵单独作为动力源驱动变量马达带动同步发电机继续发电。该文以600 kW液压蓄能式风力发电机组的蓄能发电系统为研究对象,建立蓄能发电系统的数学模型和仿真模型,针对蓄能器为变压力动力源和同步发电机对于变量马达恒转速输出控制的要求,提出基于容积调速的PID控制方法,并通过仿真和实验分析PID参数以及负载阶跃变化对系统转速刚度的影响规律。研究结果为蓄能发电系统的转速控制和负载加载提供理论依据与参考。     

矿用搬运车液压系统设计及同步控制研究

在研究自移液压车辆行走机构液压系统工作原理的基础上,设计了行走机构双马达同步控制系统。采用变量泵-定量马达容积调速回路,应用了PID控制,并利用MATLAB仿真软件对液压控制系统进行动态仿真分析,结果表明,该方案对负载干扰具有较强的鲁棒性。采用独立泵源驱动双马达同步控制方案适用于工程机械行走系统。为自移液压动力车辆整机设计的合理性提供依据。     

变速变排量液压驱动系统的动态过程能效优化

液压系统广泛应用于工程机械与液压成形装备等领域,但液压驱动单元输出功率与负载需求功率不匹配造成的低能效问题一直不可忽视.变速变排量驱动单元可协调控制电动机转速和泵排量,实现液压系统在各稳定工况下驱动单元输出功率与负载需求功率的匹配,提高液压系统能量效率.为进一步提高变速变排量驱动单元在复杂多变工况下的能效,对其动态过程中的能效进行深入研究.建立了动态过程能耗优化模型,通过优化模型并结合试验分析得出动态过程最小能耗对应的电动机加速度.通过试验研究了不同加速度下的系统稳定性,分析得出液压缸推杆振动与电动机转速波动有关,可通过调整电动机加速度以限制电动机转速波动从而保证系统稳定性.最后,以液压拉深成形过程为例,在保证系统稳定性的前提下分析拉深成形过程的动态能耗,当电动机采用最佳加速度时,整个动态过程的能效平均提高了 8.0％、转速波动量平均降低了 14.9％.     

变转速变排量复合调速液压系统监控平台设计

以泵控马达变转速变排量复合容积调速液压系统为研究对象,完成了其监控平台的设计。在介绍系统工作原理及监控平台设计思路的基础上,结合LabVIEW技术,完成了监控平台软件开发。运行结果表明：该平台对模拟量数据及串口数据进行统一采集、保存及处理,并通过变转速、变排量方式实现泵控马达液压系统的无级调速,以及通过调节比例溢流阀实现电液负载模拟加载。监控平台人机界面友好,运行可靠,具有良好的开放性和可扩展性,能更好地满足液压系统动态参数监测和自动控制的需要。     

双连杆偏心隧道掘进机的恒功率控制研究

液压缸驱动的双连杆偏心隧道掘进机较通常的圆形隧道掘进机具有独特的优点。它除了可以完成圆形断面的切削,还可以完成异形断面的切削。本文对其驱动液压缸进行分析,推导出恒流量供油时刀盘转速是脉动的。当泵采用恒功率控制时,可使刀盘转速脉动为零的结论。     

风力机定量泵-并联变量马达主传动系统并网控制

提出了液压型风力发电机组定量泵-双并联变量马达主传动系统并网的控制方法,即当首台变量马达处于并网状态时采用恒压控制方法实现下一台变量马达启动时系统不失稳,并采用结构不变性原理对双并联变量马达速度耦合进行解耦,当下一台变量马达启动后采用转速控制方法实现并网同步转速控制;建立了系统并网控制的数学模型,并进行了仿真研究,得到了不同风速(定量泵转速)条件下系统采用压力与转速控制的并网过程中定量泵转速、变量马达斜盘摆角、变量马达转速、系统高压压力的响应特性,验证了定量泵-双并联变量马达系统并网控制方法的有效性,为拓展液压型风力发电机组在大型及超大型机型中的应用奠定了理论基础。     

盾构刀盘驱动模拟装置液压系统设计与研究

论述了一种盾构刀盘驱动模拟装置液压系统工作原理,从变量泵、电机及液压马达选型、发热计算等方面对其液压系统进行了设计与研究,并根据实验需求,按照等比缩放原则,设计了模拟刀盘惯性负载的惯性轮。该模拟装置,能够为进行盾构刀盘驱动液压控制系统的研究提供可靠的实验平台。     

无阀液压系统在注塑机中的节能分析

针对注塑机在国内外塑料制品行业的广泛应用,分析了无阀液压系统在注塑机中的节能应用。无阀液压系统也叫直驱式液压系统,即用调速电机直接驱动液压泵,实现对液压系统的控制。这是一种全局性的新型液压调速方式,采用变频器、异步电机、定量泵/变量泵的形式,省去复杂的变排量机构,通过改变电机的供电频率来调节电机转速,从而实现液压系统的流量调节,进而实现对液压系统的控制。其最重要的特点就是使用交流调速电机代替传统的伺服阀,集成了液压系统和交流调速系统的优点,更加环保、省油。     

阀-泵并联变模式液压调速系统设计与实验研究

 提出并设计了阀-泵并联变模式液压调速系统,其可以在不同的调速阶段,采用不同的控制模式,而且还可以调节泵控和阀控在联合调速中的权重比,以提高系统的综合调速性能。搭建了实验系统,进行了一个调速周期的实验研究。实验结果表明,在调速过程中,不同控制模式之间切换平滑,比例阀和变量泵的变化规律符合预期,阀-泵权重比设置合理,提高了调速系统的综合调速性能。阀-泵并联变模式控制,使阀控与泵控协调工作,提高了液压调速系统的灵活性和适应性,丰富了目前液压系统的调速方式。     

泵变转速工况特性的动态仿真

研究了泵在不同转速工况下的工作特性,提出了一种模拟泵变转速工况特性的方法,并编写了计算机仿真程序对该方法进行了验证,所得结果和实验数据吻合较好,说明该方法对于模拟泵的变转速工况特性有一定的实际意义和参考价值。     

智能牵引机动力系统功率匹配与自适应控制

为使智能牵引机在负载多变条件下动力系统功率匹配,需通过控制液压泵排量调节发动机转速.建立发动机与液压泵仿真模型,采取模糊控制策略制定发动机与液压泵反馈调节控制系统.利用MATLAB/Simulink建立发动机与液压泵动力系统功率匹配控制系统仿真模型,通过设置发动机油门开度、工作负载和发动机目标转速,仿真模拟牵引机实际施...     

液压马达变负载恒速控制动态特性对比

对比分析了液压马达变负载恒速控制的3种形式:变转速电机控制、比例阀控制、比例泵控制。针对每种控制形式的控制方法和特点,分别建立了3种恒速控制形式的数学模型,并对其响应特性作出预测。通过实验得到3种控制形式的动态响应曲线,对比发现阀控系统超调量最大,响应时间最短;泵控系统超调量最小,响应时间最长;变转速电机响应特性处于两者之间。基于PID控制对3种恒速控制动态特性进行了对比,有助于液压马达在不同工况要求下选择不同的恒速控制模型。     

螺杆桩机液压式动力头恒功率系统的设计与仿真

 针对双电机驱动式螺杆桩机动力头扭矩低，转速不均等问题，提出桩机动力头液压系统设计要求及控制策略，并在此基础上设计了基于恒功率泵的全液压桩机动力头回转机构液压系统。利用AMESim对该系统进行建模，并在斜坡负载、带负载启动和突变负载工况下对该系统性能仿真分析，得到3种工况下动力头回转系统压力仿真曲线、动力头负载扭矩与输出扭矩关系曲线和动力头转速曲线。仿真结果表明，所设计的液压系统输出压力稳定，且能随负载变化进行转速和扭矩调节，能够保证桩机在工作过程的稳定性。