电液比例负载口独立控制系统压力流量控制策略

介绍了电液比例负载敏感负载口独立控制系统组成结构和工作原理,建立了该系统的数学仿真模型;针对执行元件的不同工况,分别设计了基于计算流量反馈的速度控制器和基于压力闭环控制的压力控制器,实现了系统的压力流量复合控制;仿真和实验结果表明,该控制系统有较高的速度控制精度和良好的节能效果。通过变参分析,研究负载口独立阀单元频响和阻尼及死区对系统控制性能的影响,为负载口独立阀单元的开发和应用提供理论指导。     

电液负载敏感负载口独立多模式切换控制能效研究

针对传统电液控制系统单一工作模式能耗高、效率低等问题,提出了一种负载口独立多模式切换控制系统.该系统基于负载口独立控制,通过改变传统液压回路连接方式,为系统拓展多种节能工作模式并设计了多模式切换控制器.该控制器首先根据负载方向和速度方向,将系统切换至能量最优的工作模式;然后再根据工作模式为执行器进、出口配置最佳阀控策略...     

基于机液压差补偿的负载口独立液压系统设计

为了克服传统阀控液压系统由于其采用一根阀芯同时控制着进、出口油路,而造成的能耗大、效率低,出现了负载口独立液压系统。在负载口独立液压系统运动控制的研究中,大多采用电液压差补偿方法,此种方法具有计算量大、方法复杂、成本高等缺点,为此,本文分析了机液压差补偿方法的工作原理及其特点,根据机液压差补偿方法的原理,采用5个二位二通比例阀作为主控制阀,选用压力补偿器对进口控制阀两端的压差进行补偿,配以梭阀、换向阀、过载补油阀等辅助元件,设计了基于机液压差补偿的负载口独立控制阀,以及挖掘机工作机构负载口独立液压系统,并搭建了实物试验平台,从而为后续负载口独立液压系统的控制特性研究提供了良好的试验基础。     

电液比例流量控制新原理理论及实现

针对现有电液比例流量控制技术的不足，首次提出一种新的控制原理，仅用一比例节流阀即可闭环精确控制流量，简化了阀的结构。该原理还可使阀具有压力流量复合控制、故障诊断和容错控制等智能功能，研究结果表明新原理阀的动静态性能亦非常优良。     

大功率拖拉机电液提升器比例提升阀设计

针对大功率拖拉机电液提升器,设计了比例提升阀,对4种不同型式节流口的流量特性进行了对比.基于状态空间法,建立比例提升阀的动态数学模型及仿真模型,在Matlab/Simulink中进行仿真及参数优化设计,并进行了室内试验.结果表明,采用半圆形节流口的阀芯行程短且具有良好的小流量特性;经参数优化之后,比例提升阀控制电流与流量曲线线性度决定系数为0.9986,动态阶跃响应超调量为6.25％,调整时间为0.3s.     

基于割台升降系统电液比例多路阀特性研究

以负载敏感电液比例多路阀为研究对象,分析了应用于大型联合收割机割台升降控制的电液比例多路阀的工作原理和结构特点,设计了电液比例多路阀结构。通过AMESim的HCD模块对负载敏感多路阀及联合收割机割台升降液压系统进行了仿真分析,得到割台工作的基本动作曲线,使模型能够真实模拟大型联合收割机割台升降系统的实际工况,旨在验证负载敏感系统应用于割台升降液压系统的可行性和节能性。     

油菜旋耕移栽联合作业机穴距电液比例控制系统研究

油菜旋耕移栽联合作业机以拖拉机为动力,由于拖拉机动力输出为定值,故栽植速度不能随拖拉机前进速度而变化,导致栽植穴距不稳定。针对上述问题设计了穴距控制系统,以STM32为主控制器,通过地轮测速编码器检测前进速度,通过电液比例液压系统实时调节驱动栽植系统的液压马达转速,从而实现栽植速度与前进速度的实时匹配。穴距控制系统台架试验表明：液压马达转速与地轮转速变化趋势一致,滞后时间在600ms内,左右两个移栽单元的液压马达同步性好,转速平均误差为0.7%。将穴距电液控制系统安装于油菜旋耕移栽联合作业机上,并进行了整机田间试验,4种理论穴距（150、160、170、180mm）、4种作业速度（2、3、4、5km/h）的对比试验表明：穴距稳定性好,理论穴距、作业速度均对穴距一致性变异系数影响显著,其中理论穴距影响最显著,在穴距160mm和4种作业速度下,穴距一致性变异系数均能保持较小值,说明160mm为最佳穴距。     

电液比例变量泵动态特性仿真与试验

为了提供一个准确的电液比例变量泵动态元件模型,应用在设计系统中以提高系统的精确性,首先对某型号电液比例变量泵进行机械结构参数测绘,确立电液比例变量泵的基本结构参数,然后根据泵、阀性能参数,利用AMESim软件平台建立了比例流量伺服阀和变量泵的仿真模型。通过对压力、流量、比例阀开口量等多种参数的组合控制,对电液比例变量泵动态特性进行仿真测试和试验验证,得到了相吻合的动态响应曲线,验证了模型的准确性,并直观反映出流量、压力双控下,比例流量伺服阀阀芯、斜盘摆角及其系统压力各种变化的动态响应情况。进一步对电液比例变量泵仿真模型中比例流量伺服阀响应速度、阀口开度增益、控制活塞直径等参数对斜盘动态特性影响进行了研究,结果表明比例流量伺服阀响应越高、阀口开度增益越大、控制活塞直径越小,斜盘动态响应越快,但阀口开度增益过大,会导致斜盘响应超调增加,影响斜盘的动态特性。     

滑阀节流槽阀口的流量控制特性

提出以节流槽内节流面的串并联效应确定二节矩形节流槽阀口面积的原则,推导出阀口面积的计算公式并编制了阀口面积的计算程序;在此基础上对二节矩形节流槽的流量特性进行了试验,试验表明二节矩形节流槽阀口的流量系数是单节矩形槽阀口流量系数的组合,流量系数在阀口开度较小或接近全开时流量系数快速增大,在阀口开度中间区段流量系数较小,在二节节流槽的交界处流量系数增大,流出节流槽方向的流量系数比流入方向约大0.1;提出了反映节流槽阀口流量控制特性的参数阀口流量面积Aq,阀口流量面积为阀口面积和流量系数的耦合函数,与阀口面积及流量系数传统概念相比,阀口流量面积更加合理地表征了阀口几何面积和阀口形状对流量的控制作用.     

大流量电液控制阀设计与试验

设计了一种大流量电液控制阀,采用压差反馈取代常用的位移反馈,为二级阀闭环提供了一种新方法并降低了成本;采用椭圆油口降低了阀芯长度与质量,有利于提高系统频响。建立了电液控制阀系统的数学模型并进行了仿真分析,结果表明采用矩形窗口与三角形窗口组合的复合节流窗口的设计可同时满足大流量时的快速性与小流量时的稳定性要求,电液控制阀最大流量为417 L/min,在±50%输入信号下频响为73 Hz。研制了试验样机并成功应用于液压软管脉冲试验系统,系统在不同负载下的水锤波响应进一步验证了所设计大流量电液控制阀应用的广泛性。     

拖拉机液压底盘液控比例流量阀设计与试验

为提高液压驱动拖拉机行驶时的调速稳定性和低速行驶时的平顺性,设计了一种液控比例流量阀。该阀设计有压力补偿功能,以消除压力波动对流量的影响,提高了流量控制精度。通过传统计算和仿真验证的方法对该阀进行结构参数设计。基于阀口迁移理论设计了阀芯节流槽,以增大调速区间。仿真结果表明:该阀控制流量范围为0~5.67×10-3m3/s,流量变化平稳,流量调速控制压力区占总控制压力区间的68.4%;压力补偿阀控制补偿压力在0.3~0.7 MPa的范围内,可使比例换向阀流量稳定。试验结果表明:拖拉机空载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的45%;拖拉机空载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的62%;拖拉机重载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的49.5%;拖拉机重载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的48.5%;当控制压力为0.78 MPa时,液控比例阀流量稳定在8.33×10-5m3/s;当控制压力为0.84 MPa时,液控比例阀流量稳定在2.5×10-4m3/s。     

无级变速器速比电液控制系统改进研究

针对常规CVT速比电液控制系统存在的控制精度低与积分饱和等问题,设计了一种改进CVT速比电液控制系统.分析了改进控制系统的控制原理;基于导磁材料饱和特性及漏磁通考虑,提出高速开关阀新型数学建模方法;采用变速积分算法对传统速比控制器进行改进;对改进控制系统与常规控制系统的阶跃速比进行跟踪对比仿真试验.试验结果表明,改进的控制系统减少了CVT速比控制的超调量,缩短了滞后时间,提高了CVT速比控制系统的性能.     

用高压流速仪测定植物的水分传导

用美国Dynamax公司生产的高压流速仪(High Pressure Flow Meter,HPFM)对豆类作物、西红柿、果树根系和冠层导水率以及苹果树苗全冠层阻力进行了测定试验研究,结果表明:此仪器在测定作物导水率及阻力时具有便于携带、测量时间较短、精度较高、范围较广等优点,不仅在实验室而且在大田中可以进行原位测定。     

拖拉机电液悬挂系统动压反馈校正方法研究

针对拖拉机在运输重型悬挂设备时,压力冲击剧烈、拖拉机会产生较大的俯仰运动等问题,提出了在位置控制系统中加入动压反馈校正环节,增加系统阻尼比,来抑制系统压力波动。该动压反馈校正环节利用压力传感器输出信号,经过控制器微分校正后给系统输入,能够在不影响系统动态刚度的前提下,增加系统阻尼比。首先,通过建立拖拉机电液悬挂的运动学模型,分析研究了各杆件间的转角传动比,并建立了拖拉机悬挂系统的动力学模型,利用Matlab编写程序求解液压缸的负载力,建立了液压系统模型,分析了加入动压反馈校正环节后的液压系统阻尼比变化情况,给出了动压反馈参数的确认方法。其次,应用Matlab/Simulink对所建立的模型进行仿真分析,仿真结果表明：在液压系统提升过程中压力变化较大,最大压力达到5.8MPa,校正后的电液悬挂系统压力波动较小,最大压力仅4.0MPa,在液压系统受到干扰力冲击时,原液压系统压力波动范围为2.7MPa,而采用动压反馈校正后的位置控制压力波动范围为1.1MPa,验证了该校正方法能够有效地提高系统阻尼比,抑制压力波动。最后,搭建试验平台进行试验验证,试验结果表明：拖拉机电液悬挂提升过程中未校正系统的提升最大压力为4.6MPa,且压力振荡下降,而校正后的系统最大压力仅3.8MPa,压力较为平缓。冲击干扰试验中原系统的最大压力达到6.5MPa,压力波动范围为6.0MPa,而校正后的系统最大压力仅为4.6MPa,压力波动范围为4.2MPa,相对于原系统锁止工况,压力波动范围降低了30%。本文提出的拖拉机电液悬挂动压反馈校正方法,可以很好地抑制拖拉机电液悬挂液压缸压力波动,从而达到保护农机具,降低俯仰运动,提高驾驶员舒适性的目的。     

电液位置伺服系统干扰抑制问题的H∞控制

运用H∞控制理论，建立了电液位置控制系统H∞控制模型和电液位置伺服系统的抗干扰问题的最优指标，定义了功能评价指标，论述了加权矩阵的确定方法，并对该模型求解，设计出电液位置控制系统干扰抑制问题的H∞控制器。仿真表明，运用该控制器可抑制干扰信号，消除系统中参数变化及不确定因素的影响，当负载发生变化时，系统具有很强的鲁棒性，表明了H∞控制器的有效性。     

液压Stewart主从系统六维控制策略

设计了一种主从手均为液压Stewart机构的主从控制系统,用于操作者以遥操作的方式进行复杂曲面的研磨,避免研磨粉尘对现场工作的工人造成呼吸道伤害。针对该机构需具有六维力反馈的工作要求,采用基于工作空间的四通道力觉双向伺服策略,以降低连杆差异和外界干扰力等非线性因素的影响,提高力反馈精度。在此基础上提出了六维的策略切换控制,解决因从端遭遇刚性冲击引起的主手震荡问题。通过柔性及刚性碰撞实验证明了该策略的有效性。     

基于遥控操作的挖掘机操纵系统的实现

为实现挖掘机操作的智能远程控制,应用电液比例控制技术实现了挖掘机的遥控操作。在原机基础上,提出了电控操纵液压系统的设计方案．对原机操纵液压系统进行了改造,并阐述了各种液压阀体的选取原则及过程。经实验测试．改造后的挖掘机性能稳定,为智能挖掘机研究提供了一个可靠的电控液压系统平台。     

液压榨油机自动控制系统的设计

农村传统的榨油方式繁琐笨重、费力耗时且操作不方便.为了减轻劳动者的劳动强度,提高工作效率,结合液压榨油机工艺的实际要求,设计了一套液压榨油机榨油控制系统.该系统具有操作简单、运行可靠和经济实用等特点.其工作过程是:在液压榨油机工作前,操作者可以根据总榨油时间的长短在时间继电器KT1上设定好总的工作时间,系统连续工作的时间达到设定时间时,时间继电器KT1的常闭触点断开切断电源,整个系统停止工作.在总的榨油时间内,该控制系统会控制榨油机进行几个间歇循环的榨油工作,并具有对电动机进行过载、断相和过压报警保护等功能.     

电液手控器型遥操作机器人力反馈控制策略

针对现有电动力反馈操纵装置存在刚度小、力效果不明显的问题,设计了电液伺服力反馈手控器。该手控器在水平方向上具有X、Y两个旋转自由度,每个自由度采用单独的伺服阀控液压马达驱动,空间运动互不干涉。综合传统的力反射伺服型和并列型双向伺服控制算法的优点,提出力/位置偏差复合型主从双向控制策略。以液压手控器为主手,四自由度工程机器人为从手,进行主从遥操作力反馈双向伺服试验研究。验证了力/位置偏差复合型控制算法能有效提高系统响应的快速性和稳定性。