数字阀控制轴向柱塞泵研究

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1、分类号：TH137.51学校代号:1^109密级:公开TaiyuanUniversityofScience&Technology硕士学位论文THESISOFMASTERDEGREE(学术型）论文题目：数字阀控制轴向柱塞泵研究研麵生名:丁小宁_____________________指导教师：贾跃虎教授______________学科专业：机械电子工程_____________学习年限：2012年9月一2015年7月论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体己经发表或撰写的研宄成果。

2、对本研究所做的任何贡献的个人或集体均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：X.d分类号：TH137.51学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（学术型）学位论文题目：数字阀控制轴向柱塞泵研究研究生姓名：丁小宁导师姓名及职称：贾跃虎教授培养单位：机械工程学院学科专业：机械电子工程论文提交日期：2015年4月27日论文答辩日期：2015年6月8日答辩委员会主席：姚平喜教授中文摘要数字泵抗污染能力强，重复精度高，滞环小，调节灵活，能耗低，可以与其他液压设备结合实现机电液一体化，当下关于研究数字液压泵控制方式有步进式数字控制、

3、变频器控制、组合缸控制以及高速开关数字阀控制,最具代表是力士乐SYDFEC系统采用高频响应电液比例阀作为先导阀实现轴向柱塞泵压力以及斜盘摆角闭环控制的数字电液系统。数字阀相比比例阀、伺服阀作为先导阀控制液压泵具有优势，不仅对污染度标准要求低，而且便于实现直接数字控制，逼近理想恒功率双曲线等特性。首先，介绍数字阀应用，PWM高速开关阀（简称数字阀）结构组成，建立数字阀数学模型。在AMESim环境下搭建数字阀动态仿真模型，得出静态特性（空载特性），宜采用占空比适中的线性区间实现控制；动态阶跃响应特性，在小于临界频率基础上，随脉宽调制频率的升高，线性区间减小，根据实际情况选择合适脉宽调制频率

4、。其次，依据PWM数字阀控制轴向柱塞变量泵原理，搭建数字阀控缸数学模型，得出泵输出流量与输入占空比之间传递函数关系，说明数字阀控缸闭环控制可以实现。设计数字泵的压力、流量以及功率双闭环控制策略，并在AMESim环境下搭建数字泵压力、流量、功率动态仿真模型，在Matlab/Simulink环境下搭建数字泵压力流量功率复合控制器—模糊自适应PID控制器，与AMESim建立的动态仿真液压系统联合仿真，得到恒功率阶段静态曲线是相对理想的双曲线，恒压力控制阶段，相比机液复合控制中恒压控制，消除一定的压力差P。其中采用模糊自适应PID的控制特性优于PID控制，调整时间减小，响应速度在一定程度上得

5、到提高。针对压力变化引起的泄漏量对斜盘摆角与泵出口流量的线性关系产生影响，采用增设补偿占空比环节，并进行优化分析。总结，采用双闭环相比单一闭环控制，其稳态响应处于设定值附近波动具有相对小的动态平衡，减小了纹波带来的磨损，稳定性提高及输入输出分析难度降低。补偿环节，补偿了流量值，输出平均流量值波动范围减小以及响应速度提高；优化分析后，响应速度进一步得到提高。关键字:数字泵；占空比；仿真IIITaiyuanUniversity〇

6、'Science&Technology硕士学位论文THESISOFMASTERDEGREEABSTRACTDigitalpumphasantipollutiona

7、bility,highrepeatability,hysteresisissmall,flexibleadjustment,lowenergyconsumption,canbecombinedwithotherhydraulicequipmenttorealizethemechanicalelectricalhydraulicintegration,thendigitalcontrolmodeofhydraulicpumphasstepdigitalcontrol,invertercontrol,combinationofcylindercontrolandhighspeedon-of

8、fvalvecontrol.ThemostrepresentativeisRexrothSYDFECsystemwhichadoptshighfrequencyresponseofelectrohydraulicproportionalvalveasapilotvalveforaxialplungerpumppressureandswashplateangleclosedloopcontrolsystemofdigitalelectro-hyd