高速电磁开关阀控制轴向柱塞泵的仿真研究

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1、2012年12月机床与液压Dec．20l2第40卷第23期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．40No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．23．007高速电磁开关阀控制轴向柱塞泵的仿真研究苏明’(1．贵州I师范大学机械与电气工程学院，贵州贵阳550014；2．贵州师范大学机械与控制仿真实验室，贵州贵阳550014)摘要：以高速电磁开关阀为控制元件，对轴向柱塞泵的数字控制进行研究。在实现轴向柱塞泵斜盘角位移控制的基础上，提出以轴向柱塞泵斜盘角位移控制为内环控制，流量、压力或者功率控制为

2、外环控制的双闭环控制策略；在控制方法上，内环采用积分分离PID控制，外环采用两级模糊增量控制的控制方案。采用AMESim与MATLAB／Simulink的联合仿真，验证了所提出的控制策略和采用的控制方法的有效性，实现了轴向柱塞变量泵流量、压力和功率控制的快速性和稳定性。关键词：高速电磁开关阀；轴向柱塞泵；数字控制；模糊增量控制；仿真’中图分类号：TH137．51文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)23—025—4SimulationResearchonControloftheAxialPistonPumpthHighS

3、peed．on．ofSolenoidValveSUMinglI(1．SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，GuizhouNormalUniversity，GuiyangGuizhou550014，China；2．SimulationLaboratoryofMechanical&ControlEngineering，GuizhouNormalUniversity，GuiyangGuizhou550014，China)Abstract：BasedOnangulardisplacementcontr

4、ol，adual—loopcontrolstrategyfortheaxialpistonpumpwithhighspeedon-ofsolenoidvalvewasputforward，inwhichangulardisplacementcontrolwasastheinner—loopandflow，pressureorpowercontrolwasastheouter-loop．IntegralseparationPIDcontrolalgorithmwasusedtocontroltheinner—loopandtwo—leve

5、lfuzzyincrementcontrolalgo-rithmwasusedtocontroltheouter—loop．Co—simulationbasedonAMESimandMATLAB／Simulinkshowsthatthemethodcanbeusedtorealizestableandrapidcontrolofflow，pressureorpowerofaxialpistonpump．Keywords：HJighspeedon-ofsolenoidvalve；Axialpistonpump；Digitalcontrol

6、；Fuzzyincrementcontrol；Simulation轴向柱塞泵的数字控制是实现轴向柱塞泵与计算体化的液压柱塞泵的结构组成，工作原理和性能特机控制系统集成的前提。日本川崎公司、德国博世力点；文献[7—9]研究了基于变频调速的变量泵控士乐公司⋯、美国WISCON—MADISON大学机械系统制；文献[10]对目前轴向柱塞泵数字控制的主要流体动力实验室等都研制了基于PWM控制的脉宽实现方式进行了综述。调制式液压泵。我国也开展了大量的研究，文献[3在众多的轴向柱塞泵的数字控制研究中，大都以—4]采用单片机控制系统，步进电机作为执行元

7、增量式数字控制为主，或者是将高速电磁开关阀作为件，通过步进电机的旋转，采用螺旋副，把步进电机先导级应用。同时，流体脉宽调制控制系统是一类本的旋转变成直线位移，带动阀芯移动，控制变量活塞质非线性控制系统，到目前为止，液压控制领域对这的运动，进而调节柱塞泵斜盘的张角，最后达到改变类系统还没有成熟的理论，是一个值得探索的控制领柱塞泵排量的目的；文献[5]建立了电液比例斜盘域。因此，文中的主要目的是，探讨高速电磁开关阀式轴向变量柱塞泵的控制模型，以MATLAB／Simulink直接控制轴向柱塞泵的特性及高速电磁开关阀直接控为工具，对变量柱塞泵的

8、压力控制特性进行了仿真研制轴向柱塞泵的控制策略。究；文献[4，6]研究了高速开关阀的数字控制变基于AMESim建立了轴向柱塞变量泵和高速电磁量泵；文献[7]介绍了从国外引进的一种机电液一开关阀的数字模型，进