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增城高空车出租, 萝岗高空车出租, 黄埔高空车出租   基于能量调节技术的车载液压动力系统的建模方法?

作者:admin 发布::2022-08-12


     增城高空车出租, 萝岗高空车出租, 黄埔高空车出租   基于能量调节技术的车载液压动力系统的建模方法?  车载液压动力系统的核心是变量泵控液压马达容积调速回路。车辆在行驶过程中,发动机转速是不断变化的,这就要求变量泵输入信号随之不断调整。液压马达的转速也会随负载变化而变化,液压系统的工作都处于不断变化的过程中。一个完善的液压系统一定具备良好的动态特性,影响动态特性的因素有很多,液压元件的动作、负载的变化都会影响系统的稳定性,想要保证系统正常工作就要满足动态特性的要求。为了更好的研究泵控液压马达系统的动态特性,更加全面的研究液压马达输出转速波动问题,制定合适的控制方法,达到减小液压马达转速波动,提高发电机发电质量的目的,需要以液压动力系统的数学模型为基础。建立系统的数学模型需要借助控制理论中的基本分析方法。常用的有传递函数法、频率响应法和状态空间法。本研究利用其中的传递函数法建立泵控液压马达容积调速系统的数学模型。


 
     泵控系统建模:1 变量泵排量调节机构的组成和工作原理: 本文所选用的变量泵为萨奥丹佛斯90系列轴向柱塞泵,变量泵变量控制机构主要是通过喷嘴挡板式伺服控制阀、三位五通液压换向阀、变量缸等部分组成。变量泵排量的调节,是通过一个喷嘴挡板式伺服控制阀输出先导压力,利用此伺服阀可以将输入的电流信号转换为压力信号,用于驱使三位五通阀阀芯进行移动,由此能够达到对双作用变量缸伺服活塞的控制。伺服活塞通过机械连杆来控制变量泵斜盘倾角的大小,通过变量泵斜盘倾角的改变,完成变量泵排量在最大正排量到最大负排量之间任意排量的设定。无电信号输入时,换向阀阀芯回中位,此时斜盘自动回中位确保系统安全。 喷嘴挡板阀通过力矩马达输入不同电流信号,在力矩马达驱动下,中间挡板会偏转,根据电流流向偏转不同方向,根据电流信号大小偏转不同角度。偏转之后,油液过来之后通过两边喷嘴往中间挡板上喷油,输入信号为零时,两边喷嘴至中间挡板距离相等,喷嘴直径相同,两边喷嘴得到的反馈压力相等,中间挡板不会移动。当输入一个电流信号,在力矩马达驱动下,中间挡板会偏转,其距离两边喷嘴距离发生变化,与喷嘴距离近的一端反馈压力升高,与喷嘴距离远的一端反馈压力降低,主阀为液压换向阀,这时其主阀杆一端压力会升高,主阀杆另一端压力会降低,主阀杆产生相应的位移,控制变量缸3产生相应与输入信号大小匹配的位移,变量缸通过机械装置,控制柱塞泵1斜盘移动一定角度,最后实现不同的电流信号对应不同斜盘角度,对应主泵不同排量。通过控制模块可以达到输入电信号与泵排量的比例对应控制。




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     2:变量缸的数学模型: 本文所研究的变量机构中的变量缸为对称的双作用变量油缸,要建立伺服阀控变量缸的数学模型,首先假设伺服系统的输入供油压力恒定,输出回油压力为零;伺服阀节流阀口流动为紊流;忽略变量缸活塞的摩擦力;忽略油液压缩和温度的影响。


 
    (1) 变量缸流量连续性方程:假设变量缸进油腔内压力与回油腔内压力相等,变量缸内泄漏与外泄漏均为层流。 进油腔流量连续方程。 回油腔流量连续方程。1Q——进油腔流量(m3/s); 2Q——回油腔流量(m3/s); 1P——进油腔压力(Pa); 2P——回油腔压力(Pa); icC——变量缸内泄漏系数(m3/Pa·s); ecC——变量缸外泄漏系数(m3/Pa·s); 变量缸工作腔的容积: 101 PV =V +Ax (3.20) 202 PV =V−Ax (3.21) 式中:1V——变量缸进油腔容积; 2V——变量缸回油腔容积; 01V——进油腔初始容积; 02V——回油腔初始容积; A——变量缸活塞有效作用面积(m2); Px——变量缸活塞位移。 变量缸进油腔容积变化率。 变量缸回油腔容积变化率。 则进油腔流量连续方程。出油腔流量连续方程。  在实际工作中系统难免会有一定量的泄漏,所以进、回油腔两侧流量不相等,定义变量缸负载流量是LQ,可得变量缸动态流量连续方程。 在工作中外泄漏流量很小,忽略不计,在压缩流量相等的情况下,进油腔流量𝑄1和出油腔流量𝑄2相等。



    (2) 变量缸负载力平衡方程: 变量缸的在负载不同的情况下,动态特性会有所不同,变量缸活塞的移动速度受到多个负载力的影响,包括活塞移动过程中由于惯性作用而出现的惯性力、系统工作过程中由于内部振动而出现的与活塞运动方向相反的粘性力、变量缸弹性负载存在而出现的弹性力、变量泵斜盘作用在变量缸活塞上而出现的外负载力。还有库伦摩擦等非线性负载影响很小,在线性分析中把它忽略。 变量缸活塞上的惯性力。 变量缸活塞上的粘性力。 变量缸活塞上的弹性力为:PKx。 变量缸活塞上的外负载力为:LF。 


 

      变量泵斜盘的数学模型: 变量泵斜盘角度的变化是通过机械装置带动调节的,变量缸的移动位置带着机械装置控制斜盘移动的角度大小。当变量缸活塞移动位移为𝑥时,对应斜盘角度为𝛾。则活塞位移与斜盘角度间的函数关系为:px =Lsin:L——机械装置施力点到斜盘铰接点之间的距离(m)。 由于斜盘角度通常情况下不超过14 °,即𝛾≤14 °,可认为sin𝛾=𝛾,于是上式可化为:px =L将上式进行拉氏变换得: px(s)=L(s) 则变量缸移动位置和斜盘角度传递函数为:γpG——变量泵斜盘角度系数(rad/s)。 根据变量泵相关资料可知L等于0.1 m,可得γpG等于10 rad/s。



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