變速定量泵加負荷傳感閥液壓系統(tǒng)的建模與性能仿真分析

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1、第３０卷第６期四川理工學院學報（自然科學版）Ｖｏｌ３０Ｎｏ６２０１７年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｄｅｃ２０１７文章編號：１６７３１５４９（２０１７）０６００２９０５ＤＯＩ：１０．１１８６３／ｊ．ｓｕｓｅ．２０１７．０６．０６變速定量泵加負荷傳感閥液壓系統(tǒng)的建模與性能仿真分析牛會敏，胡勇，白直真（過程裝備與控制四川省高校重點實驗室，四川自貢６４３０００）摘要：對變速定量泵加負荷傳感閥液壓系統(tǒng)的建模與性能仿真分析，應(yīng)用“變頻器＋電機

2、＋定量泵＋ＬＳ（負荷傳感閥）技術(shù)”的液壓試驗裝置；介紹了試驗裝置的結(jié)構(gòu)與原理；在ＡＭＥＳｉｍ軟件中，建立泵控油缸位移調(diào)節(jié)仿真模型，進行了系統(tǒng)負荷傳感壓力閉環(huán)流量調(diào)節(jié)控制、泵控油缸閉環(huán)位移調(diào)節(jié)控制。通過仿真分析得出：在多執(zhí)行器實驗裝置中“變頻器＋電機＋定量泵＋ＬＳ”系統(tǒng)的輸出功率隨著負載的變化而變化；定量泵流量隨著負載的減小而減小，實現(xiàn)節(jié)能的目的；該液壓試驗裝置具有油缸位移閉環(huán)ＰＩＤ控制功能、實現(xiàn)定量分析研究液壓系統(tǒng)動態(tài)特性的目的。關(guān)鍵詞：變速定量泵；ＡＭＥＳｉｍ建模仿真；閉環(huán)控制；流量與位移調(diào)節(jié)中圖分類號：ＴＨ１３７文獻標志碼：Ａ［３６］又接近閥控流量控制

3、技術(shù)的快速性。本研究的液壓引言試驗裝置采用“變頻器＋交流電機＋定量泵＋負荷傳感常見的液壓試驗裝置或液壓傳動裝置其流量控制閥”液壓控制系統(tǒng)（變頻調(diào)速定量泵ＬＳ液壓系統(tǒng)）控制技術(shù)有以下幾種形式：（１）閥控（節(jié)流調(diào)速）流量控制技多個執(zhí)行器。該裝置由變轉(zhuǎn)速流量自動控制系統(tǒng)，負荷術(shù)。定量泵與各種控制閥配合進行調(diào)速控制，其特點是傳感液壓試驗與液壓加載系統(tǒng)、液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)等部響應(yīng)快，可進行微小流量調(diào)節(jié)，但能量損失大，效率低，分組成如圖１所示。為了研究該液壓試驗裝置在不同［１］多用于小功率場合；（２）泵控（容積調(diào)速）流量控制技控制參量時具有的性能特點和控制方法，通過推導(dǎo)變

4、頻術(shù)。由各種變量泵與相關(guān)變量控制閥配合進行調(diào)速控器及電機的數(shù)學模型，根據(jù)數(shù)學模型在ＡＭＥＳｉｍ中構(gòu)建制，其特點是能量損失小，效率高，并能實現(xiàn)多種功能的變頻器及電機的仿真模型，并與負荷傳感液壓系統(tǒng)回路復(fù)合控制，如恒壓、恒流、恒功率等，但響應(yīng)速度較仿真模型相結(jié)合，在ＡＭＥＳｉｍ中建立變位移調(diào)速＋負荷［２４］慢；（３）變轉(zhuǎn)速控制技術(shù)。采用交流電動機變頻調(diào)速傳感液壓控制系統(tǒng)的仿真模型，并對系統(tǒng)的閉環(huán)ＰＩＤ特控制，通過改變電動機的轉(zhuǎn)速，來改變定量泵的輸出流性進行了仿真分析，通過仿真分析，觀察系統(tǒng)的性能及量，其基本特點是既有泵控流量控制技術(shù)節(jié)能的特點，控制方法。收稿日

5、期：２０１７０８２２基金項目：四川省科技廳重點項目（２０１６ＳＺ００７４）；固態(tài)釀造關(guān)鍵技術(shù)研究四川省院士（專家）工作站基金項目（ＧＹ２０１６－０１）；釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點實驗室重點項目（ＮＪ２０１５０４）；四川理工學院研究生創(chuàng)新基金（ｙ２０１６０１５）作者簡介：牛會敏（１９９１），女，河南商丘人，碩士生，主要從事液壓傳動與控制方面的研究，（Ｅｍａｉｌ）ｎｈｍ１３１４１５＠１６３．ｃｏｍ通信作者：胡勇（１９５５），男，四川自貢人，教授，主要從事液壓傳動與控制、模具ＣＡＤ／ＣＡＥ方面的研究，（Ｅｍａｉｌ）９８２２７３６９１＠ｑｑ．ｃｏｍ３

6、０四川理工學院學報（自然科學版）２０１７年１２月１液壓試驗裝置與變頻調(diào)速定量泵ＬＳ液壓在一起。（２）加載油路的傳動：定量泵３輸出的液壓油經(jīng)閥系統(tǒng)控制原理片９驅(qū)動加載油缸１５，調(diào)節(jié)電比例溢流閥１９可以改變１１液壓試驗裝置簡介加載的大小。液壓試驗裝置采用變頻調(diào)速定量泵ＬＳ液壓控制技１２系統(tǒng)負荷傳感壓力閉環(huán)流量調(diào)節(jié)術(shù)，由ＬＳ閥片組取代傳統(tǒng)的液壓控制元件，系統(tǒng)主要由系統(tǒng)負荷傳感壓力閉環(huán)流量調(diào)節(jié)原理如圖１所示，試驗油路與加載油路組成，一套定量泵供油，具有系統(tǒng)當泵３的輸出流量大于系統(tǒng)的工作流量時，系統(tǒng)壓力將結(jié)構(gòu)簡化、節(jié)能效果顯著特點。其試驗油路由定量泵３、升高；反之

7、系統(tǒng)壓力低于設(shè)定壓力。梭閥９２將負載的定差溢流閥５、控制油源閥８、負荷傳感控制閥片１０、流最高壓力傳遞給定量泵出口的定差溢流閥５，同時壓力量傳感器６２、試驗馬達１５等組成；加載油路由定量泵傳感器１４５測得的最高壓力信號與給定的目標壓力值３、負荷傳感控制閥片９、橋式閥組１８、加載油缸１７、電比進行比較，將偏差值信號作為輸入控制信號輸給ＰＩＤ控例溢流閥１９等組成。試驗與加載油路均設(shè)置補油油制器１２２，計算出對應(yīng)信號的電信號值，輸給變頻器１路，防止制動時加載油缸因缺油而出現(xiàn)沖擊、抖動現(xiàn)象，來控制電機２轉(zhuǎn)速，通過控制電機轉(zhuǎn)速的方式實現(xiàn)對加原理如圖１所示。載油

8、路閉環(huán)流量調(diào)節(jié)。若實測壓力值低于目標值，則兩者差值作