一种新型液压控制系统及其应用研究

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1、2013年8月第33卷第4期宇航计测技术JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementAug．，2013V01．33，No．4文章编号：1000—7202(2013)04—0024—04中图分类号：THl37．9一种新型液压控制系统及其应用研究王小三李廷元梅红伟倪怀生(北京航天计量测试技术研究所，北京100076)文献标识码：A摘要介绍了一种新型液压控制系统及其应用。该系统通过差动流量细分技术、电机转速特性适配技术和恒渗漏技术的应用，克服了常见液压控制系统存在的油泵在低转速下压力波动较大、伺服电机在低转速下运行不

2、平稳、油缸压力难以保持等技术难点。使用该液压系统研制的叠加式力标准机，力值重复性达到0．015％。这对采用液压控制系统研制标准力源有积极的借鉴意义。关键词液压控制系统伺服电机力标准机StudyonANewTypeofHydraulicControlSystemandItsApplicationWANGXiao--sanLITing··yuanMEIHong--weiNIHuai··sheng(BeijingAerospaceInstituteforMetrologyandMeasurementTechnology，Beijing100076)Abstr

3、actAnewtypeofhydrauliccontrolsystemanditsapplicationareintroduced．Basedonana—lysesofthedisadvantagesofthenormalhydrauliccontrolsystem，somepeculiaritiesarepresentedsuchasthedifferentialflow，servomotorworkingatadequatespeedandconstantleak．Arepeatabilityof0．015％isachievedinthebuild

4、—upforcestandardmachinewiththehydrauliccontrolsystem．Ithasgreatconsultantsignificanceforstudyofbuild-upforcestandardmachinewithit．KeywordsHydrauliccontrolsystemServomotorForcestandardmachine1引言为适应质量计量、尤其是国防军工质量计量不断向极值量发展的需要，北京航天计量测试技术研究所采用液压力源研制了50t吊钩秤校准装置。该装置采用差动流量细分技术、电机转速特性适配

5、技术和恒渗漏技术等创新技术，克服了常见液压控制系统存在的油泵在低转速下压力波动较大，伺服电机在低转速下运行不平稳，高压条件下油缸压力保持困难等技术难点。研制完成的吊钩秤校准装置力值重复性达到0．015％，远高于此前液压力源力值重复性约为0．5％的水平。2液压控制理论理想状态下，伺服电机直接驱动油泵，系统功率、系统压力及流量之间的关系为P=P×Q(1)收稿日期：2012—03—22，修回日期：2013—06—26作者简介：王小三(1976一)，男，高级工程师，主要研究方向：质量、质量特性计量及计量测试设备研究。第4期一种新型液压控制系统及其应用研究·25

6、·式中：P一系统功率，w；P一系统压力，Pa；Q一流量，m3／s。电机转速、油泵排量与流量的关系为Q=nxq(2)式中：n一电机转速，r／s；q一油泵排量，m3／r。由式(1)，(2)可得P=p×nXq(3)电机转矩与转速的关系为L=志(4)式中：L一电机转矩，Nm。将式(3)代人式(4)，得咒=，2／。_×P(5)理想系统中，}为常数，根据式(5)，伺服电机厶田的转矩与系统所需的压力成正比。由式(2)可知，伺服电机的转速与系统所需流量成正比，只要动态地调整伺服电机的转矩、转速，就能提供执行机构所需的压力和流量。3液压控制执行机构3．1单电机驱动单油泵

7、的执行机构根据上述控制原理，采用单伺服电机驱动单油泵提供液压力源(如图1所示)，研制了吊钩秤校准装置。该装置的控制方式如下：根据被测对象12需要的校准点(可以多点)，在计算机15上设定标准力值。开始试验后，计算机15通过标准传感器仪表13采集标准传感器11的实际信号，通过运算，向伺服电机2发送速度、转矩指令，伺服电机2控制油泵1的转速、转矩，通过换向阀4对油缸9进油；油泵l的转速和转矩决定油缸9的进退、压力、速度。油缸9通过标准传感器1l、标准传感器仪表13实时向计算机15发送信号，计算机15实时通过运算向伺服电机2发送速度、转矩指令，如此形成一个闭环

8、控制；直到标准传感器11的力值达到设定的力值。若有多个力值点需要校准，则继续以上循环。使用该液