液压系统复合控制建模和应用.pdfVIP

总第 160期 山西冶金 r0tal160 2016年第2期 SHANXIMETALLURGY No．2，2016 生产实践，应用技术 DOI：10 ． 165250．cnki．cn14-1167／tf．2016．02．20 液压系统复合控制的建模和应用 张 强， 李向辉， 马 曼 (中国重型机械研究院股份公司， 陕西 西安 710032) 摘 要：以一台大型拉伸矫直机的主液压系统为例，对各个主要元件模型的获得方法进行了详细分析，并给出了泵 控缸的数学模型和阀控缸的数学模型以及复合控制时采用比例泵或伺服阀进行补偿的方框图。通过将实际数据代入 上述数学模型的计算，为类似复合控制液压伺服系统的设计和调试提供理论依据。 关键词 ：复合控制 泵控缸 阀控缸 中图分类号：TP273+．3 文献标识码：A 文章编号：1672—1152(2016)02—0053—03 在伺服液压系统中，以变频电机+定量泵或伺 服(比例)变量泵为控制元件的容积式控制(又称为 泵控)和以伺服(比例)阀为控制元件的节流式控制 (又称为阀控)是最主要的两种控制形式。相比较而 言，容积式伺服液压系统具有效率高、流量大、调速 范围宽、速度稳定性高的特点；节流式伺服液压系统 图 1 单侧 比例泵控制主缸的原理框 图 则具有动态响应快、控制精度高等特点[1]。随着机械 主拉伸液压系统中泵控缸部分是以比例泵控制 设备在大负载、高精度方面的发展，更大的负载必然 单出杆柱塞式液压缸的。为使最终的系统模型尽可 要求更大的液压缸径和更高的工作压力，而随着系 能真实反映系统的实际性能，同时兼顾系统模型的 统快速性与控制精度的不断提高，单纯只靠泵控或 复杂程度，根据各元件对系统性能影响所 占的比重， 阀控的工作方式已经不能满足机械设备对伺服液压 对系绕l生能影响较大的元件采用较高级别的传递函 系统的性能要求。如何将泵控和阀控结合在一起，利 数表达，而对系统性能影响较小的元件采用相对简 用两者构成的复合控制方式实现伺服液压系统对液 单的传递函数表达。本文以一阶传递函数表示用于 压缸的高压 、大流量、快速、高精度控制已经成为国 控制比例泵斜盘倾角的比例阀，控制比例泵斜盘倾 内外液压行业的一大技术难题 。本文以中国重型机 角的比例阀的负载流量 (s)相对于比例阀的输人 械研究院为某厂设计的一台大型铝板拉伸矫直机的 电压 (s)的传递函数可近似为： 主拉伸液压系统为例，详细分析通过复合控制液压 Q ( 一 K r1、 缸实现主拉伸液压系统高压、大流量、快速、高精度 is)一rs+l’ p 的方法。 式中： ，表示负载压降为零时比例阀的静态流量增 1 比例泵控制液压缸数学模型的获取