全数字液压驱动单元设计与仿真

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1、2010年2月机床与液压Feb．2010第38卷第3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVoL38No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．03．022全数字液压驱动单元设计与仿真刘建新，谭平(1．西华大学机械工程与自动化学院，四川成都610039；2．西华大学数学与计算机学院，四川成都610039)摘要：为满足节能和集成应用的需要，介绍一种全数字驱动的集成液压执行单元的工作原理，提出一种基于蓄能器的流量平衡策略对单出杆液压缸的流量进行匹配，并采用变频

2、定量液压泵作为动力源，以高速开关阀作为调节装置，以全数字方式对执行机构的位移和力等参数进行控制。建立全数字液压驱动单元的AMESIM仿真模型。仿真结果表明所设计的驱动单元的性能满足要求。关键词：闭式系统；集成液压驱动单元；数字控制；流量匹配中图分类号：TH137．7文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)3—070—3DesignandSimulationonAll·-numerical-controlIntegratedHydraulicActuatorUUJianxin．TAN

3、Ping(1．SchoolofMechanicalEngineering&Automation，XihuaUniversity，ChengduSichuan610039，China；2．SchoolofMathematical＆ComputerScience，XihuaUniversity，ChengduSichuan610039，China)Abstract：Akindofall—numerical-controlintegratedhydraulicactuatorwasintroduced

4、tofulfilltherequirementofenergysavingandapplicationintegration，andtheworkingprinciplewasdiscussed．Akindofflowmatchingstrategyofsinglerodhydrauliccylinderbasedonaccumulatorwasprovided．Takingconverterandconstantratepumpaspowersource．andhighspeeds~tchsp

5、herevalveasadjuster，theactuatorparameterssuchasdisplacementandforceandetcwerecontrolledbynumericalcontrolmethod．TheAMESimsimulationmodelfortheall-numerical—controlintegratedhydraulicactuatorwasbuilt，andsimulationresultsshowthatthedesignedac—tuatorpro

6、videssatisfactoryperformance．Keywords：Closedhydraulicsystem；Integratedhydraulicactuator；Numericalcontrol；Flowmatching将传统液压系统的电动机、液压泵、油箱、液压典型容积控制系统的基础上，作者提出了一种变频器阀组、油缸／油马达、检测元件和控制器集成于一体+交流电机+定量泵+开关阀+蓄能器的全数字液压后得到的封闭式液压系统，最早源于飞机电传系统驱动单元设计方案。此方案中电机单向旋转，回

7、避了PBW中的电动静液压作动器(EHA)的研究。由于电机换向或泵换向的非灵敏区及大惯量，相对于双向取消了传统意义上的油箱，整个集成系统的体积小并旋转电机提高了系统的频宽；通过适当牺牲系统的效质轻高效，是近年来液压领域重要的发展方向之一，率来达到提高系统频响的目的。这样既可以满足系统在航空、车辆、阀门控制等方面具有广阔的应用前高工况时的频响要求，又可以在低工况时具有很高的景J。封闭式液压系统的调速方式主要有节流调速和效率。容积调速两种模式。同节流调速相比，传统容积调速1系统结构与工作原理的主要特点

8、是：系统效率高，但变量机构复杂、响应封闭式全数字液压驱动单元的工作原理如图1所速度慢、油泵工作噪声大。没有阀参与控制时，按照示。通过改变变频器驱动的交流电机1的转速，可以控制方式的不同可将容积调速系统分为以下3种形控制定量泵2产生的流量输出，进而实现单出杆油缸式：定排量变转速型、变排量定转速型和变排量变8的位置和速度的控制。高速工况下，高速开关阀4转速型。。无阀容积控制系统较传统的阀控系统效和5用作普通换向阀，阀口全开，系统通过泵控方式率高，但其液压固有频率只有阀控系统的1／2，因此实现调速；由