多级压力源液压矩阵回路节能控制研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目多级压力源液压矩阵回路节能控制研究作者姓名闫学正学科专业机械电子工程指导教师姚静副教授孔祥东教授2015年5月中图分类号：TH137.7学校代码：10216UDC：621.6密级：公开工学硕士学位论文多级压力源液压矩阵回路节能控制研究硕士研究生：闫学正导师：姚静副教授孔祥东教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechatronicEngineeringMULTISTAGE

2、HYDRAULICPRESSURESOURCEOFENERGYSAVINGCONTROLONMATRIXCIRCUITByYanxuezhengSupervisor:AssociateProfessorYaoJingProfessorKongXiangdongYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《多级压力源液压矩阵回路节能控制研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的

3、研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《多级压力源液压矩阵回路节能控制研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全

4、部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□√。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月摘要当前，节能已经成为当今液压技术应用与发展不可忽视的问题之一。传统大功率电液比例阀控液压系统已很好地实现了执行器的平稳、快速、准确控制，然而传动效率低却始终困扰着这类液压系统的发展。本文基于大功率液压系统多泵、多执行器的特征，提出一种能够实现不同流量和多级压力输出特性且具有能量储备和调控能力的液压矩阵回路，使其不仅能够动态匹配多工况变负载，而且又能进行能量流的全局调配，达到系统高效节能的目的

5、。本论文所开展的主要研究工作有：首先，定义了阀矩阵及液压矩阵回路，分析了液压矩阵回路的组成及工作原理，给出其设计原则，对其节能特性、冗余性等进行了分析，建立了阀矩阵的数学模型，最终给出了液压矩阵回路的适用系统。其次，针对单一压力源不能很好匹配多执行器中每个执行器负载，也不能实时匹配单一执行器变负载工况变化，更不利于能量的回收和再生等问题，基于液压矩阵回路，提出多级压力源液压矩阵回路，分析了多级压力源液压矩阵回路原理，研究多级输出力的实现，探讨了其节能机理，并给出了压力切换控制方法。然后，以多级压力源液压位置控制系统为例，建立了其数学模

6、型，仿真研究其采用多级压力源液压矩阵回路后，其控制性能和节能特性。最后建立了多级压力源液压位置控制系统实验平台，通过实验验证了多级压力源液压位置控制系统具有明显的节能效果，但是位置跟随过程还需改善。本论文所进行的上述研究内容奠定了液压矩阵回路研究的基础，也为液压系统的节能控制提供了新思路。关键词：液压矩阵回路，负载匹配，节能，位置控制，多级压力源‐ V ‐ AbstractCurrently,energyconservationhasbecomeoneoftoday'shydraulictechnologyapplicationand

7、developmentproblemsthatcannotbeignored.Traditionalhigh-powerelectrichydraulicproportionalvalvehydraulicsystemhasbeenachievedasmooth,fast,accuratecontroloftheactuator.However,thelowtransmissionefficiencyhasalwaysplaguedthedevelopmentofsuchahydraulicsystem.Basedonthehigh-

8、powerhydraulicsystem’smulti-pumpandmulti-actuator,ahydraulicmatrixcircuitthatcanachievedifferentflow,pressureo