液压变压器配流盘控制性能研究

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1、2010年11月机床与液压Nov．2010第38卷第2l期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．38No．21DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．21．001液压变压器配流盘控制性能研究陈延礼，刘顺安，苗淼，周旭辉，姚永明(吉林大学机械科学与工程学院，吉林长春130025)摘要：阐述液压变压器配流盘控制系统的工作原理，在此基础上建立电液伺服阀控缸与配流盘转角问的数学模型，应用PID、FLC(FuzzyLogicController)和Fuzzy-PID3种控制方式对该系统控制性能进行仿真研究，对比3种控制方式的基本性能及其鲁棒性。结果表明Fu

2、zzy—PID具有响应速度快、鲁棒性好、误差较小、抗干扰能力强等优点，可以更有效地完成液压变压器配流盘的控制。关键词：液压变压器；控制性能；控制角度；配流盘中图分类号：TH138文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)21—001—3ResearchonControlPerformanceofValvePlantofHydraulicTransformerC：HENYanli，LIUShun’an，MIAOMiao。ZHOUXuhui，YAOYongming(MechanicalScienceandEngineeringInstitute，JilinUniversity，C

3、hangchunJilin130025，China)Abstract：Theworkingprincipleofcontrolsystemofhydraulictransformervalveplantwasdescribed，andbasedonit，themath—ematiealmodelbetweenvalveplantcontrolangleandelectro—hydraulicservovalve—controlled—cylinderwasdeduced．Aftersimulationa—nalysis，controlperformanceofthesystemwasca

4、rriedoutbyusingPID、FLCandfuzzy—PID，andbasicperformancesandrobustnessesofthesethreekindsofcontrolmodewerecompared．Theresultshowsthatfuzzy—PIDcontrollercanaccomplishcontrolrequirementsforhydraulictransformervalveplantwithadvantagesinresponse，robustness，stabilityandaccuracy．Keywords：Hydraulictransfo

5、rmer；Controlperformance；Controlangle；Valveplant目前，液压变压器作为一种新的流量控制元件，既可以无节流损失地调节输出压力，又可以解决液压系统中的压力耦联、流量耦联现象，是较理想的液压元件之一。但是，液压变压器仍未在实际工程中得到应用，主要因为配流盘的控制问题、噪声问题和配流盘径向力分布不均问题。针对配流盘的控制问题，作者进行深入研究。由于液压变压器的配流盘和缸体惯l一发动机2一变量液压泵／马达3一高压蓄能器4一低压蓄能器量小，液压变压器本身的动态响应速度快，因而它的s一电磁比例阀6一液压缸7一液压变压器8一角度传感器抗干扰能力很差，配流盘的微

6、小变动就直接影响变压一计算机采集系统lO一液压马达器的输出压力，因此必须对液压变压器采用闭环反馈图1液压变压器配流盘控制系统原理图伺服控制。为了更有效地控制液压变压器的配流盘，该系统的数学模型如下：作者针对该系统在PID、FLC(FuzzyLogicController)液压变压器配油盘摆角方程和Fuzzy—PID控制方式的性能进行仿真研究，分析该0=(1)系统在3种控制方式下的基本控制性能及鲁棒性HT能。比例阀线性化流量方程1液压变压器控制系统的工作原理及数学模型=一KcP(2)作者采用电液伺服阀控缸来驱动液压变压器配流液压缸工作腔的连续性方程盘，通过检测变压器配流盘控制角来构造液压变

7、压器Q=ALS+(3)的闭环控制系统，实现对配流盘控制性能的研究。系统工作原理见图1。液压缸与负载的力平衡方程收稿日期：2009—1l一24基金项目：国家自然科学基金项目(50475011)；吉林大学“985工程”项目(4502210202)作者简介：陈延礼(1983一)，男，博士研究生，主要从事电液控制及节能技术、流体有限元分析。通信作者：刘顺安，电话：13504301561。E—mail：lsa@jlu．edu．ca。·2·机床