国家自然科学基金(50775156)
- 作品数：14 被引量：256H指数：10
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- 注塑机电液控制系统能量效率对比研究被引量：34
- 2012年
- 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。
- 张红娟权龙李斌
- 关键词：注塑机节能交流伺服电动机变频调速能量效率
- 永磁同步电动机直驱泵控差动缸位置伺服系统性能研究被引量：12
- 2010年
- 采用交流伺服电机驱动定量液压泵闭环控制差动缸,是目前电液控制技术实现节能的新方法和研究热点。针对现有技术利用液控单向阀配流的不足,提出采用三配流窗口补偿差动缸面积差,减小液控单向阀能量交换,进一步提高系统能量利用率。试验中发现,由于泵的泄漏等不确定性因素造成系统动特性存在严重非线性、缸收回时噪声和振动大等问题,针对这些问题,采用速度、加速度前馈补偿和抗饱和积分分离PID复合控制算法进行改善,通过数字仿真确定了具体的控制器参数。试验结果表明,采用上述方法可提高位置伺服系统的动态性能和鲁棒稳定性,有效抑制了液压缸运动过程的噪声和振动,实现了液压缸上升和下降速度对称,上述方法取得了良好的控制效果。
- 张红娟权龙李斌
- 关键词：永磁同步电动机位置伺服系统前馈补偿
- 永磁同步电动机驱动泵控缸系统抗扰研究被引量：6
- 2010年
- 针对永磁同步电动机驱动泵控缸系统中存在的随机性负载扰动,提出采用模型跟踪控制和负载转矩前馈补偿复合的算法,通过对电机转矩和转速的实时估计,补偿控制电流,抑制负载扰动引起的性能变化,同时采用共振比控制,在负载转矩反馈环节引入共振比参数,消除电机和液压系统耦合振动,提高系统抗扰动性能。通过对采用上述方法后永磁同步电动机泵控缸系统的仿真和试验研究,证实该方法对随机扰动和参数变化均具有很强的鲁棒性,同时可提高系统的控制精度。
- 张红娟权龙程珩
- 关键词：永磁同步电动机
- 大型矿用正铲液压挖掘机水平推压特性联合仿真被引量：17
- 2011年
- 在设计目前国内最大(斗容量为15 m3,质量260 t)的正铲挖掘机中,提出采用泵阀复合流量匹配的电液比例控制方法实现水平推压。通过计算机协调的比值关系确定平推中供给各液压缸的流量,采用ADAMS和AMESim软件,对设计的矿用挖掘机水平推压过程进行机械系统动力学与液压系统的联合仿真研究。在小型挖掘机上对斗杆挖掘过程各个液压缸的位移、速度和压力进行测试试验验证,结果表明联合仿真研究能够较准确地模拟挖掘机的真实工作环境。
- 朱小晶权龙王新中吕晓林李光
- 关键词：联合仿真
- 非对称泵控差动缸速度伺服系统特性被引量：10
- 2013年
- 为解决差动缸两腔面积差引起的吸排油流量不对称问题,系统应用非对称泵的结构特点使其在运动过程中能进行自动补偿。但由于两腔面积差不是严格的比例关系以及系统存在气蚀、泄漏等非线性的影响,仍然存在差动缸伸出和收回速度不一致,动静态性能差,系统能耗大等问题。针对于此,分析非对称泵控差动缸系统四象限运行特性,建立能量传输模型,从理论上阐述能量消耗和速度的关系,并进行开环特性试验验证。进一步以差动缸速度和电动机转速的特性曲线为速度闭环控制的前馈函数,提出非线性动态前馈补偿控制策略,根据工况实时调用,将计算所得值作为电动机给定转速,对差动缸的速度进行动态补偿。仿真和试验结果表明,该控制策略有效改善差动缸伸出和收回速度动静态性能,提高了系统能量效率。
- 赵虎张红娟权龙李斌
- 关键词：差动缸能量效率
- 并联型三配流窗口轴向柱塞泵特性理论分析及试验研究被引量：23
- 2011年
- 采用液压泵按闭式回路方法驱动液压缸,是电液控制技术领域的研究热点,这一技术在对称液压缸的控制中已获得很好应用,但对于广泛采用的差动缸,效果一直不尽如人意。为此,依据阀控缸技术中非对称阀控非对称缸的思想,提出采用三配流窗口轴向柱塞泵直接闭式驱动差动缸运动的原理,方案是改造现有轴向柱塞泵的吸油窗口为并联布置的两个窗口,增加一个柱塞,将普遍采用的9柱塞泵改为10个柱塞,并分成两组,使每一组柱塞的吸排油窗口在半径方向错开位置,分别对应配流盘上的二个配流窗口。研究工作中,在SimulationX软件环境下,建立考虑单个柱塞运动特征和配流面积随转角变化的液压泵仿真模型,通过数字仿真确定了泵的关键参数,特别是缸体和配流盘卸荷槽的尺寸,设计并制造了样机,在试验台上对多种转速下泵的压力、流量和噪声等基本特性进行测试,验证了原理的正确性。
- 张晓刚权龙杨阳王成宾姚李威
- 关键词：轴向柱塞泵并联
- 电液泵控差动缸的动态控制被引量：3
- 2009年
- 该文针对电液泵控差动缸系统常出现的超压、气蚀问题,提出了二位三通电磁换向阀的动态补偿控制,以平衡差动缸动态过程中流量的不对称,设计了控制系统,通过MATLAB7.6/Simulink-Simscape对系统进行了建模仿真,得出了系统在不同频率的正弦信号和阶跃信号下的位移跟踪特性曲线以及差动缸两腔压力响应曲线,并对仿真结果进行了分析。
- 李建国权龙
- 关键词：泵控系统差动缸动态补偿
- 大型液压挖掘机工作特性联合仿真研究被引量：32
- 2011年
- 为了研究目前国内最大吨位(斗容量15 m3、机质量260 t)的矿用正铲液压挖掘机工作特性,首先在小型挖掘机上对采用的机械系统动力学与液压系统联合仿真方法进行验证,通过对比试验与联合仿真结果,确认了联合仿真研究方法能够较准确地模拟挖掘机的真实工作环境。在此基础上,采用ADAMS和AMES im软件,对斗容15 m3矿用挖掘机工作装置与液压系统进行联合仿真研究,通过仿真获得了挖掘机整个挖掘过程中工作部件对各个转动轴的转动惯量,计算出各个液压缸的位移曲线、速度曲线和压力变化曲线以及铲斗齿尖挖掘轨迹。
- 朱小晶权龙王新中吕晓林李光
- 关键词：液压挖掘机工作特性联合仿真
- 基于真实载荷的挖掘机工作装置瞬态动力学分析被引量：48
- 2011年
- 用有限元法对挖掘机工作装置进行瞬态动力学分析,以6 t小型挖掘机工作装置为研究对象,针对斗杆液压缸驱动铲斗撞击地面工况,用压力传感器、位移传感器测试出撞击过程各液压缸工作腔压力和位移变化曲线,以所获各液压缸位移变化曲线和最大理论撞击力为驱动,用动力学仿真软件ADMAS对挖掘机撞击过程进行仿真,得出各铰销点在撞击过程中所承受载荷的变化曲线,采用测试所得各液压缸的驱动力验证仿真结果的准确程度。进一步将各铰销点受力的仿真结果作为工作装置的负载,对工作装置进行瞬态动力学分析,对比仿真计算与应力测试结果表明,对应测点的应力变化趋势基本一致,误差在10%以内,可为结构优化设计提供依据。
- 张卫国权龙程珩杨敬
- 关键词：挖掘机动力学分析应力试验
- 轴向柱塞泵非止点配流窗口过渡区压力脉动特性分析被引量：21
- 2011年
- 为能用单台泵直接闭式控制差动缸运动,把轴向柱塞泵的吸油配流窗口改为两个独立的窗口,一个连接差动液压缸的有杆腔,另一个连接低压油箱,用于平衡差动缸的面积比,但柱塞通过这两个配流窗口之间的过渡区时,因处于泵的非止点位置,柱塞腔容积变化较大,引起大的流量和压力变化,产生大的噪声,为了减小其影响,需要对柱塞通过此过渡区域的特性进行分析。为此,采用仿真软件SimulationX,建立柱塞通过配流窗口的仿真计算模型,对单个柱塞腔内部以及泵输出油口压力和流量动态过程进行仿真,综合运用减震三角槽、阻尼孔和等效预压缩角三种措施,减小泵的流量和压力脉动。通过仿真计算,确定出合理的配流盘结构参数。在此基础上,进一步制造出样机,对泵的压力脉动特性进行试验测试,验证仿真结果及设计参数的正确性。研究工作丰富了柱塞泵的类型。
- 杨阳权龙杨敬
- 关键词：轴向柱塞泵配流盘压力脉动
