机载智能泵系统的PID控制.pdf

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1、2010年7月机床与液压Ju1．2010第38卷第l3期MACHINET00L&HYDRAULICSVoI

2、38No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．13．030机载智能泵系统的PID控制李浩，唐志勇，裴忠才，彭军(1．北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191；2．中国三江航天集团万峰无线电厂，湖北孝感432000)摘要：高压、大功率是飞机液压系统的一个发展趋势，而目前飞机液压系统采用的恒压泵源必然导致系统发热功率大且散热困难等问题。因此，能够实时根据负载进行压力或流量自动调

3、节的智能泵系统将会得到广泛的使用。对智能液压泵的控制策略进行研究，介绍机载智能液压泵系统的结构及数学模型，提出一种基于PID的控制算法，并采用MATLAB软件对控制算法进行建模及仿真，验证控制算法的可行性。关键词：智能泵；PID控制；建模；仿真中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)13—097—2PIDControlofAirborneIntelligentPumpSystemLIHao，TANGZhiyong，PEIZhongcai，PENGJun(1．SchoolofAutomationSc

4、ienceandElectricalEngineering，BeijingUniversiityofAeronauticsandAstrommtics，Beijing100191，China；2．WanfengRadioFactory，ChinaSanjiangSpaceGroup，XiaoganHubei432000，China)Abstract：High—pressureandhigh—powerisadevelopingtrendoftheaircrafthydraulicsystem，whiletheconstant—pre

5、ssurepumpsystemwhichiscurrentlyusedinaircrafthydraulicsystem，willinevitablyleadtolargeheatpoweranddificultyofheatdissipation．TheIntelligentpumpsystemwhichcarlautomaticallyadjustthepressureorflowdependingontheloaddynamicallywillbewidelyused．Thecontrolstrategyforintellig

6、enthydraulicpumpswasstudied．Thestructureandmathematicalmodelofairborneintelligentpumpsystemwereintroduced，andancontrolalgorithmsbasedonPIDcontroltheoryWaspresented．ThemodelingandsimulationofthecontrolalgorithmweremadeinMATLABtoverifythefeasibilityofthecontrolalgorithm．

7、Keywords：Intelligentpump；PIDcontrol；Modeling；Simulation如今，随着飞机性能的逐渐提高，飞机液压系统时，液压泵处于最大排量状态。也逐渐向高压、大功率方向发展。而目前飞机液压系l一伺服阀统多采用恒压泵源，当负载需要低压力时，大部分液2一排油口压功率都消耗在节流损失上了，这样就造成了系统效卜吸油口4_一缸体率大大降低，同时导致系统发热功率大且散热困难等s__柱塞问题。而智能泵系统能够根据负载实时地对输出压力6--斜盘或流量进行调节，大大提高了系统的工作效率，同时7一壳体也消除了系统发热

8、功率大等问题。作者就如何通过负8一花键轴复位弹簧载实时地调节输出压力进行了研究，提出了一种基于lo-_变量活塞PID控制理论的智能泵控制算法。1l一位移杆1智能泵及其数学模型l2一控制油道这里研究的智能泵为一般的航空斜盘式变量柱塞图1智能液压泵的结构⋯泵，结构如图1所示。控制方式为通过伺服变量机构驱动斜盘。伺服变量机构包含伺服阀、变量活塞、控根据文献[2]得到智能泵的由控制压力到液压制油路以及复位弹簧4部分。控制油路中的压力油推泵斜盘位移的位置系统模型动变量活塞运动，而复位弹簧的反作用力阻碍变量活=和++)．塞运动，当液压力与弹簧力

9、平衡时，变量活塞停止运动，斜盘便固定于某一倾角。当控制油路中油压为0收稿日期：2010—04—26作者简介：李浩(1985一)，男，硕士研究生，主要研究方向为机械电子工程。E—mail：lihao000888@163．com。·98·