闭式双向变量泵伺服系统的特性分析

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1、26液压与气动2013年第12期DOI：10．11832／j．issn．1000-4858．2013．12．006闭式双向变量泵伺服系统的特性分析汪世益。毛亚西CharacteristicAnalysisofServoSystemofClosedTypeHydraulicVariablePumpWANGShi—yi，MAOYa—xi(安徽-E业大学机械工程学院，安徽马鞍山243002)摘要：基于A4VG闲式双向变量泵，考虑比例阀阀芯负开口以及液动力作用的影响因素，构建了该类泵伺服变量系统的动态数学模型。探讨

2、了反馈弹簧刚度等参数对该伺服变量系统动态性能的影响，对造成伺服变量系统输入响应死区产生的原因进行了分析。关键词：伺服变量系统；A4VG液压泵；反馈弹簧；动态性能；死区中图分类号：TH137文献标志码：B文章编号：1000-4858(2013)12-0026-05引言闭式双向变量泵具有功率损耗小、换向平稳、冲击收稿日期：2013-07-03小、可实现无极调速等优点，近年来在工程机械液压系作者简介：汪世益(1963一)，男，安徽桐城人，教授，博士，主统中得到广泛应用。一些学者已经对该类泵行了相关要从事液压技术方

3、面的科研和教学工作。电、泵的起停，电磁阀动作，监控各关键状态变量；在系度等。统过载或故障时关闭各动力源，给出报警信号和故障5结论代码；与上位机通讯，提供下位机状态参数。数据采集该液压系统工作条件苛刻、技术状态复杂，加载精模块的主要功能为：同步采集各个压力传感器、编码器度高，尤其是在油液高温、低温工况下的液压系统设和温度传感器的量值，传送给工控机。计、元件选型难度较大。我们将液压主系统分为常温、试验时，被试支柱放置在低温试验箱内，并需对支高温、低温三个子系统，有效满足了试验件对工作液不柱的转角、角速度进行测量

4、。经查，角位移传感器不能同温度的要求。该设备在我们公司已研制了三台，完耐受(一40±5)cI=的低温。为解决该问题，选用了拉成了对多种型号前起支柱的转弯耐久性试验，已运行线式编码器，将其安装在试验箱外部，将编码器拉线的了五年。实践证明，该液压系统的设计抓住了问题的一端固定在被试支柱的旋转套筒上，这样，编码器就能主要矛盾，采取的措施因地制宜各个击破，是一个经实测出支柱的转角值。践检验具有创新陛和可靠性的设计方案，对同类液压为了满足加载力矩误差±3％的要求，采取了两条系统设计有借鉴价值。措施：一是PLC系统增加

5、了闭环控制模块，该模块根参考文献：据设定载荷压力，参考安装在加载缸处的压力传感器[1]吕少力．缓冲器支柱加载试验台液压系统的改进[J]．液(图3第23、24号件)反馈值，经PID算法控制比例溢压与气动，2010，(5)：84—85．流阀(图3第26、27号件)的设定信号。通过调整PID[2]朱小明．变频油冷机的工作原理及其应用[J]．液压气动控制参数保证载荷加载误差小于3％；二是严格控制与密封，2008，(3)：46—48．加载液压缸(图3第22、25号件)的规格、齿轮齿条21[3]闻邦椿．机械设计手册[M

6、]．北京：机械工业出版社，2010．的啮合间隙、液压换向冲击、加载型架的机械安装精[4]成大先．机械设计手册[M]．北京：化工工业出版社，2(Kr2．2013年第l2期液压与气动27研究，但大多没考虑阀芯负开口以及液动力作用这两Q(s)=K‘X(s)一·P(s)(2)个因素的影响L】．2j。本研究在考虑比例阀阀芯负开口式中，Q(s)为负载流量的拉式变化；P(s)为负载压以及液动力作用影响因素的前提下，构建该类泵伺服力的拉式变化；为阀芯位移；为阀开口量；U为阀变量系统的动态数学模型，探讨反馈弹簧刚度等参数芯负

7、开口量，为阀工作点的流量增益；为工作点对该伺服变量系统的动态性能的影响，对造成伺服变流量-压力系数；因阀常在工作点吼=0、P。．=0、=量系统输入响应死区产生的原因进行分析，为该类泵0(即=±)处工作，故增量即为实际值。的参数设计和安装调试提供了参考。1闭式双向变量泵的工作原理图1所示为A4VG双向变量泵及其伺服变量系统的示意图，比例电磁铁将输入的电流信号转化为作用在右侧阀芯上的电磁力，在电磁力的作用下阀芯产生位移，阀口开启，在左侧变量活塞上下端形成压差，活塞在压差的作用下移动，同时带动反馈杆拨动右侧的拨叉

8、动作，由于拨叉位移会带动弹簧进一步伸长，从而形成施加在阀芯的反馈力。阀芯在此力作用下又趋于关闭，直至达到新的平衡(阀芯关闭)，此时变量活塞图2伺服变量系统结构示意图产生了一个与电流信号成比例的位移。变量活塞的位(2)缸的流量连续性方程：移将改变柱塞泵斜盘倾角的大小，最终使泵的输出流量与电流信号成比例(转速恒定时的情况)。9=A·鲁+c+老拉氏变换得：Q(s)=Ap(s)‘s+ct(s)+(s)(3)式中，A为缸内