电液比例阀控液压缸系统建模与仿真

《电液比例阀控液压缸系统建模与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电液比例阀控液压缸系统建模与仿真强宝民刘保杰第二炮兵工程学院西安710025摘要：介绍了比例阀控非对称液压缸位置控制系统的组成及原理，重新定义了负载压力和负载流量，推导出系统的数学模型，并利用Matlab进行了仿真分析，设计了PID控制器对系统进行校正，结果表明系统模型正确，校正后的系统比校正前有更高的精度和更好的稳定性。关键词：电液比例阀；非对称液压缸；数学模型；PID控制中图分类号：TH137．51文献标识码：A文章编号：1001—0785(2011)11—0035—05Abstract：Thepaperintroducesthecompositionandprincipleofprop

2、ortionalvalveasymmetrichydrauliccylinderpo—sitioncontrolsystem，re—definestheloadpressureandflow，derivesthesystemmathematicalmodel，conductssimulationa—nalysiswithMatlabandcalibratesthesystemviathedesignedPIDcontroller．Theresultsshowthatthesystemmodeliscor—rect，andhashigheraccuracyandbetterstabilitya

3、fterthecalibration．Keywords：electro—hydraulicproportionalvalve；asymmetrichydrauliccylinder；mathematicalmodel；PIDcontrol华德公司生产的4WRA6E20—10B／24NZ4／M电液0引言换向阀，电液比例方向阀8为REXROTH公司生产随着现代工业技术的飞速发展，电液比例技的H一4wEH25M6x／6EG24N9ETK4一Z4电液换向术已广泛应用于军事、农业、工业等领域。作为阀，压力传感器是上海天沐的Ns—wL2—20T力电液比例技术的重要组成部件，电液比例阀以其传感器，量程为±

4、20t，位移传感器是该公司的成本低、抗污染能力强等优点，在许多场合正逐WYDC一1000L，数据的转换通过1716A／D板卡和步取代伺服阀。由计算机、电液比例阀和液压缸1721D／A板卡实现。系统工作时，通过加载缸给等部件组成的闭环控制系统具有结构简单、控制液压缸加载指定负载(±20t)，位移传感器将液方法灵活、控制精度高等优点，在各领域得到了压缸活塞的位置信息通过数据采集卡传递给计算广泛的应用。机与理想位移进行比较，得出差值，经过优化处本文搭建了比例阀控非对称液压缸控制系统，理和转换输出控制信号，通过比例放大器放大后建立了该系统的数学模型，着重对阀控非对称液驱动电液比例方向阀工作，从而实现

5、对液压缸位压缸的建模方法进行了研究，并利用Matlab中的置的精确控制。Simulink进行仿真分析，设计了PID控制器对系统进行校正。2比例阀控液压缸控制系统的数学模型1系统的组成及原理2．1阀控非对称液压缸的数学模型阀控非对称液压缸原理见图2。负载压力P．比例阀控非对称液压缸控制系统的硬件组成和负载流量g．是液压动力机构特性研究和系统优如图1所示，主要由滤油器1和6、溢流阀2、液化设计的基础。目前，在阀控非对称缸建模的大压泵3、压力表4、单向阀5、电液比例方向阀7量文献中-51，对阀控非对称液压缸的P和q的和8(配套放大器9和l0)、液压缸11、加载缸定义主要有3种形式(以Y>0为例进行

6、分析)：l2、位移传感器13、压力传感器l4、数据采集卡1)PL=P1一P2，qL=(gl+g2)／2；和工业控制计算机组成。液压缸和加载缸分别为2)PL=P1一，P2，gL：(q1+q2)／2；上海立新液压件厂生产的单杆活塞标准液压缸和双杆活塞标准液压缸，电液比例方向阀7为北京3)PL=P1一P2，gL=(q1+ng2)／(1+n)。《起重运输机械》2011(11)一35—量qL。1)负载压力P的重新定义当Y>0时，根据活塞的受力分析(如图2所示)，可得PlAl—P2A2=F(1)式中：F为活塞杆伸出的外负载，N；P、P为液压缸无杆腔、有杆腔的压力，Pa；A、A为液压缸无杆腔、有杆腔的有效

7、工作面积，m，且A1>A2。定义负载压力图1比例阀控非对称液压缸控制系统组成图J：—A：一一-P1一“：(2)，2)负载流量g的重新定义当电液比例方向阀阀芯右移，即>0，活塞伸出时，则电液比例方向阀左右2腔的流量方程为一q=Cd√(P一P1)Adt(3)]7-TqC-Nq2Vqz=Cdo~x√寺PzAzdt(4)图2阀控非对称液压缸原理图式中：q为无杆腔的流量，m／s；q：为有杆腔的流量，m／s；P为液压油源