吉林大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (4): 1072-1084.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170590

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包含蓄能器的电液比例控制模型

刘祥勇, 李万莉   

  1. 同济大学 机械与能源工程学院,上海 201804
  • 收稿日期:2017-06-07 出版日期:2018-07-01 发布日期:2018-07-01
  • 通讯作者: 李万莉(1965-),女,教授,博士.研究方向:流体传动与控制.E-mail:cnlwl@tongji.edu.cn
  • 作者简介:刘祥勇(1987-),男,博士研究生.研究方向:流体传动与控制.E-mail:1510280@tongji.edu.cn
  • 基金资助:
    中央高校基本科研业务费专项资金项目(1000219200); 921航天工程子项目(921-X-X).

Electro-hydraulic proportional control model of accumulator

LIU Xiang-yong, LI Wan-li   

  1. School of Mechanical Engineering, Tongji University,Shanghai 201804,China
  • Received:2017-06-07 Online:2018-07-01 Published:2018-07-01

摘要: 针对蓄能器的被动介入和储放能给电液控制带来的许多未知问题,本文基于一台起重机,研究了变幅机构的阀控缸内部原理;分别对先导阀、主阀、蓄能器和油缸进行模块化建模,建立了有蓄能器与无蓄能器的对比模型。采用仿真和实验相结合的方法研究了蓄能器的被动介入给电液比例控制带来的影响,结果表明:蓄能器的被动介入造成油缸伸出时的速度波动,但对油缸缩回运动无影响;在油缸伸出时根据系统的压力,减少的阀供油量等于蓄能器释放的油量,可有效解决速度波动问题。最后通过实验验证了补偿方案的可行性。

关键词: 流体传动与控制, 蓄能器, 电液比例控制, 动力学模型, 速度波动, 补偿控制

Abstract: The passive intervention and oil storage of accumulator may bring a lot of uncertainties to the electro-hydraulic control. In this paper, the internal principle that the valve controls the cylinder in a crane luffing mechanism is studied. The modular model of the pilot valve, the main valve, the accumulator and the cylinder is built, and a contrast model without the accumulator is also built. Simulation and experiment results show that the passive intervention of the accumulator causes speed fluctuation of the cylinder in the outstretch stage, but it does not affect the cylinder in the retraction stage. According to the system pressure, the reduction of pump oil supply is equal to the oil discharge of the accumulator. The method can effectively solve the problem of speed fluctuation. Experiments verify the compensation scheme.

Key words: fluid transmission and control, accumulator, electro-hydraulic proportional control, dynamic model, speed fluctuation, compensation control

中图分类号: 

  • TH137
[1] 江琳. 液压蓄能器的应用[J]. 流体传动与控制,2006, 3(6): 27-31.
Jiang Lin.Application of hydraulic accumulator[J]. Fluid Transmission and Control, 2006, 3(6): 27-31.
[2] 许益民. 电液比例控制系统分析与设计[M]. 北京:机械工业出版社, 2005: 35-40.
[3] 郑宏宇,宗长富,朱天军,等.汽车线控液压制动系统的稳定性分析[J],农业机械学报,2008,39(2):180-184.
Zheng Hong-yu,Zong Chang-fu,Zhu Tian-jun,et al.Stability analysis of automotive wire- controlled hydraulic braking system[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2008,39(2):180-184.
[4] Ma Deng-cheng,Yang Shi-min,Chen Zheng,et al.Simulation and experimental study on impact of accumulator on engineering machinery hydraulic system[J].China Journal of Highway and Transport,2013,26(2):183-190.
[5] 董晗,刘昕晖,王昕,等. 并联式液压混合动力系统中蓄能器各主要参数对系统性能的影响[J]. 吉林大学学报:工学版, 2015, 45(2): 420-428.
Dong Han, Liu Xin-hui, Wang Xin, et al.Impact of main parameters of accumulator on parallel hydraulic hybrid[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2015, 45(2): 420-428.
[6] 陈照弟,李洪仁,王广怀,等.蓄能器对管路系统压力冲击影响的分析研究[J].液压气动与密封,2009(2):2-5.
Chen Zhao-di,Li Hong-ren,Wang Guang-huai,et al.Study of accumulator influence on Hammer in pipe system[J].Hydraulics Pneumatics & Seals,2009(2):2-5.
[7] 魏建华,杜恒,方向,等. 基于ADAMS/Simulink/AMESim的油气悬架道路友好性分析[J]. 农业机械学报,2010,41(10):11-17.
Wei Jian-hua, Du Heng, Fang Xiang, et al.Road-friendliness of interconnected hydro-pneumatic suspension based on ADAMS/Simulink/AMESim[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2010, 41(10):11-17.
[8] 赵丁选,王卓,张景波.改善工程车辆换挡品质的变结构模糊控制系统研究[J]. 农业机械学报,2003, 34(1):8-10.
Zhao Ding-xuan,Wang Zhuo,Zhang Jing-bo.Improvement of shift quality of engineering vehicle by changeable fuzzy control system[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2003,34(1):8-10.
[9] 郭锐,唱荣雷. 液压制动系统蓄能器充液特性研究[J]. 农业机械学报,2014,45(7): 7-12.
Guo Rui, Chang Rong-lei.Study on liquid filling characteristics of accumulator in hydraulic braking system[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2014, 45(7): 7-12.
[10] 陈晋市,刘昕晖,王同建,等. 全液压制动系统的仿真分析与试验[J]. 吉林大学学报: 工学版,2012,42(2) : 360-364.
Chen Jin-shi,Liu Xin-hui,Wang Tong-jian, et al.Performance simulation and test of full hydraulic braking system[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2012, 42(2): 360-364.
[11] 权凌霄. 基于管路效应的皮囊式蓄能器数学模型与实验研究[D]. 秦皇岛:燕山大学机械工程学院, 2005.
Quan Ling-xiao.Mathematical model and experimental study of bladder-type accumulator based on piping effect[D].Qinhuangdao:College of Mechnical Engineering,Yanshan University,2005.
[12] 王德伟. 蓄能器充压过程中气体多变指数的确定[J]. 液压与气动, 2007, 3(9):77-79.
Wang De-wei.Determination of gas variability index in accumulator accumulator[J]. Hydraulic and Pneumatic, 2007, 3(9):77-79.
[13] Hung Triet,Ahn Kyoung.Modeling and simulation of hydrostatic transmission system with energy regeneration using hydraulic accumulator[J].Journal of Mechanical Science and Technology,2010,24(15):1163-1175.
[1] 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826.
[2] 姜继海, 葛泽华, 杨晨, 梁海健. 基于微分器的直驱电液伺服系统离散滑模控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1492-1499.
[3] 刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507.
[4] 胡满江, 罗禹贡, 陈龙, 李克强. 基于纵向频响特性的整车质量估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 977-983.
[5] 刘国君, 马祥, 杨志刚, 王聪慧, 吴越, 王腾飞. 集成式三相流脉动微混合芯片[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1063-1071.
[6] 仇艳凯, 李宝仁, 杨钢, 曹博, 刘真. 新型液压消声器吸收液压系统压力脉动的机理和特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1085-1091.
[7] 王佳怡, 刘昕晖, 王昕, 齐海波, 孙晓宇, 王丽. 数字二次元件变量冲击机理及其抑制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1775-1781.
[8] 曾小华, 李文远, 宋大凤, 李高志, 冯涛. 重型商用车辆轮毂液驱系统的驱动特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1009-1016.
[9] 闻德生, 王京, 高俊峰, 周聪. 双定子单作用叶片泵闭死容腔的压力特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1094-1101.
[10] 刘国君, 张炎炎, 杨旭豪, 李新波, 刘建芳, 杨志刚. 声表面波技术在金纳米粒子可控制备中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1102-1108.
[11] 王倩, 赵丁选, 赵颖, 陈娜. 舰载直升机复杂舰面上的动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1109-1113.
[12] 王丽, 刘昕晖, 王昕, 陈晋市, 梁燚杰. 装载机数字液压传动系统换挡策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 819-826.
[13] 李慎龙, 刘树成, 邢庆坤, 张静, 赖宇阳. 基于LBM-LES模拟的离合器摩擦副流致运动效应[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 490-497.
[14] 张敏, 李松晶, 蔡申. 基于无阀压电微泵控制的微流控液体变色眼镜[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 498-503.
[15] 闻德生, 陈帆, 甄新帅, 周聪, 王京, 商旭东. 双定子泵和马达在压力控制回路中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 504-509.
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[1] 张富,赵继,庄艳 . 光学玻璃表面液流悬浮研抛加工[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(03): 544 -0547 .
[2] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[3] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[4] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[5] 朱剑峰, 林逸, 陈潇凯, 施国标. 汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 584 -589 .
[6] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[7] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[8] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[9] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[10] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .