電控液動執(zhí)行機構的液壓控制理論研究

   電控液動執(zhí)行機構的液壓控制理論研究張林煤炭科學研究總院唐山分院河北省唐山市063012定性精度和響應特性的影響。

　　1概述對大多數(shù)液壓控制系統(tǒng)來說，液壓動力機構的動特性在很大程度上決定著整個系統(tǒng)的性能。動力機構按控制元件和執(zhí)行機構的不同組合可分為種基本類型閥控馬達閥控液壓缸泵控馬達泵控液壓缸。由煤炭科學研究總院唐山分院自行研制開發(fā)的02系列電控液動執(zhí)行機構，是種用于各種閥門開閉及調(diào)節(jié)的自動執(zhí)行機構，采用了泵控液壓缸機構。本文對該產(chǎn)品的泵控液壓缸的控制理論進行分析。

　　泵控液壓缸的控制理論分析2.1基本方程上式經(jīng)拉普拉斯變換后，可得負載的總質(zhì)量，kg；5為活塞和負載的粘性阻尼系數(shù)，N，Sm；為負載的彈簧剛度，Nm；F為作用在活塞上的任意外負載力，假定，泵及液壓缸的內(nèi)外泄漏均為層流流動；連接管道較短，管道內(nèi)的壓力損失流體質(zhì)量效應和管道動態(tài)忽略不計；兩根管道完全相同，泵液壓缸和管道組成的兩個腔室的總容積相等，每個腔室內(nèi)油液的溫度和體積彈性模數(shù)為常數(shù)，壓力均勻相等；液壓缸和負載之間連接構件的剛度很大，忽略結構柔度的影響。貝1 1對高壓腔應用連續(xù)性方程nvDv爪3以山尸為進油腔壓力即負載壓力，心乃為回油腔壓力，3；為活塞有效面積，12；為活塞位移，1；為液壓缸進油腔容積，13；凡為有效體積彈性模數(shù)包括液體混入油中的空氣以及工作腔體的機械柔度，Nm2Pa；Clp為泵的內(nèi)泄漏系數(shù)，5叩為泵的外泄漏系數(shù)，13，3為油缸的內(nèi)泄漏系數(shù)，3，3；06.為油缸的外泄漏系上式經(jīng)拉普拉斯變換后，可得2.2泵控液壓缸的方塊及傳遞函數(shù)通常，考慮回油壓力尸2為常數(shù)的情況，在線性化分析中包含尸2的項可以略去。另外，假設總的泄漏系數(shù)6=，+，則式12可簡化為由式3或4可列出泵控液壓缸的方塊，爺，般情況下，負載彈簧剛度為零=0，而阻尼系數(shù)0比決大得多，即價0義遠小于則式5可簡化為4令為動力機構阻尼比，=由式6可得出如下兩個傳遞函數(shù)。以泵的排量作為輸入的傳遞函數(shù)為動力機構的動態(tài)柔度為泵控液壓缸的傳遞函數(shù)7由積分環(huán)節(jié)振蕩環(huán)節(jié)和放大環(huán)節(jié)組成，其博德2.由性形狀的改變。你的變化使幅頻特性上下移動并使穿越頻率改變，但相頻特性不變。可增益的變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性和精度都有著直接的影響。

　　2.3主要性能參數(shù)分析由式7的傳遞函數(shù)可，決定動力機構特性的主要性能參數(shù)有增益固有頻率阻尼比等。下面逐進行分析1增益階，應用于電控液動執(zhí)行機構的泵控液壓缸系統(tǒng)，其電機轉速液壓缸活塞面積相對而言是個固定的常數(shù)，在設計過程中，這兩個參數(shù)的選取受其他因素的影響，系統(tǒng)確定之后，增益是個相對恒定的量……固有頻率固有頻率是由負載質(zhì)量和液壓彈簧相互作用而造成的，其大小決定了系統(tǒng)的響應速度，叫越大，響應速度越快，因此，應采取措施提高系統(tǒng)的固有頻率。影響叫的主要因素有①液體的有效體積彈性模數(shù)石叫與幾成正比。影響萬6的因素很多，其中混入油中的空氣影響較大，它會使幾大大降低，般而言，純油的萬e為1 380MPa，而混入10的空氣的油萬e約為690MPa油的壓力為4MPa時。可，采取各種措施減少空氣的混入是非常必要的。工作腔容積和液壓缸工作面積1.與71成反比，與4成正比，那么，增大活塞面積可提高叫值，但同時6也增大了，而且，活塞面積的增大，還導致整體重量增加流量變大等缺點。因此，設計時應綜合考慮。應注意的是，在保證液壓缸的有效行程的條件下盡量縮小無效容積，是非常有利的。

　　價外，其余參數(shù)已由別的因素確定了，所以，值主要決定于0和值。總的泄漏系數(shù)，是泵的內(nèi)外泄漏系數(shù)和液壓缸的內(nèi)外泄漏系數(shù)之和，設計完成之后，該系數(shù)基本是恒定的。由于泄漏的增加般是不允許的，故該值般較小。同時，液壓缸的粘性阻尼系數(shù)價也不能很大，價值較大會導致高速運轉時油缸產(chǎn)生相當大的熱量，因而使所需功率增加。可，泵控液壓缸的阻尼比基本上是較小且恒定的。這使系統(tǒng)較易產(chǎn)生振蕩而影響整個控制系統(tǒng)性能，往往需要犧牲部分功率來設置旁路泄流通道和粘性阻尼器來提高系統(tǒng)的響應特性。

　　3結論與其他動力機構相比，泵控液壓缸的液壓固有頻率較低，阻尼比較小但較恒定，增益值也較恒定，因此，泵控液壓缸是較線性的元件，不易受工作點變化的影響，容易實現(xiàn)控制。但是，其動態(tài)剛度特性和總的響應特性不如閥控系統(tǒng)好，這就決定了泵控液壓缸只能應用于精度和快速性要求不高的場合。

　　和其他動力機構樣，泵控液壓缸的各參數(shù)的選取應考慮各種因素的制約，并考慮該機構所應用的具體工況，在設計過程中，應針對實際工況的負載速度等要求，確定整個系統(tǒng)控制特性。

　　下得出的。系統(tǒng)設計完后，根據(jù)實際機構的參數(shù)運用實驗的方法確定各項性能，并依據(jù)實驗來修正機構的設計收稿日期2，314責任編輯趙宏馨