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闭环电液比例复合控制泵的特性研究和仿真

谢先波  
【摘要】:电液比例控制技术是近年发展起来的一种新型液压控制技术,该技术主要利用电信号控制液压信号,使输出与输入成正比,可以方便的对系统的压力和流量进行高精度控制。 电液比例变量柱塞泵具有结构紧凑、简化系统设计和便于实现自动控制,众多国内外企业都积极对电液比例轴向变量泵的开的和推广,它的发展使液压系统向高压、高效率、高功率密度方向迈进。为了节约成本,缩短研制周期、分析相关的技术难题,可采用计算机进行仿真,为泵的仿真提供理论依据和参考。电液比例泵是液压系统的动力源,变量柱塞泵可以通过改变泵的排量与负载所需流量相适应,从而实现节能的目的。对变量柱塞泵的压力进行控制,使其与外负载相适应,最终实现流量控制。对变量轴塞泵的压力——流量实现双比例控制,可以更好实现多级压力——流量液压系统的节能要求。 本文利用流体力学方程,对闭环电液比例柱塞泵中的各元件建立单独的数学模型。在压力控制与流量控制状态下,对单个模型进行组合简化并得出传递函数框图,分别建立压力控制子系统和流量控制子系统,最后在Simulink中进行仿真,得出其压力控制与流量控制的动态曲线。 影响系统压力的主要元件有压力阀及液阻R4。压力阀的结构参数中关系较大的有先导阀直径、弹簧刚度。通过研究液阻大小、压力阀直径、弹簧刚度对压力响应和流量响应的影响,可以得到改善泵的压力动态响应和稳态响应。影响系统流量的主要元件有节流阀和泵。节流阀的开度大小,阀口形状,液阻大小都会对泵的系统压力产生影响。通过仿真可以了解复合控制泵在一些特定状态下的动态特性,为电液比例泵的设计和改进提供理论依据。


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