新型直驱式液压转向系统的研究.pdf

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1、2013年第10期总第40卷设计与研究·19·新型直驱式液压转向系统的研究蒲显坤，孔鹏(四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065)摘要：现有的装载机转向系统结构复杂，能量实用效率比较低，操作易疲劳，为了改变现有的装载机转向系统的缺点，提出了一种新型的直驱式装载机转向系统，通过直接控制同步交流电机的转向和速度来控制液压系统的转向。通过对该转向系统的研究，在Matlab／Simulink中建立仿真模型对模型进行仿真，仿真结果表明，该液压系统具有良好的运动稳定性。关键词：直驱式；转向系统；Simulink；

2、仿真中图分类号：U463．4文献标识码：A文章编号：1006—0316(2013)10—0019—04AnewdesignofdirectdriveofhydrauficsteeringsystemPUXian—kun，KONGPeng(ManufacturingScienceandEngineeringCollege，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：Existingloadersteeringsystemstructureiscomplex，en

3、ergyutilityeficiencyislower,operationfordriveristoofatigue，inordertochangetheloader’Ssteeringsystem’Sexistingshortcomings，putingforwardanewtypeofdirect-driveloadersteeringsystem，throughthedirectcontrolofsynchronousacmotor’Ssteeringandspeedtocontrolthehydrau

4、licsystemofsteering．Throughthestudyofthesteeringsystem，andthesimulationmodelissetupinMatlab／Simulink，thesimulationresultsshowthatthehydraulicsystemhasgoodmovementstability．Keywords：directdrivingtype；steeringsystem；simulink；thesimulation传统的装载机转向系统主要通过小流量控达到8

5、0％90％t¨。同时，运用Matlab／Simulink制大流量的工作方式，来控制转向油缸实现装仿真，实现系统运行的稳定性。载机的转向，这种控制方式有很大的弊端，主要表现在：油路结构复杂，阀的加工精度较高；1系统设计由于液压泵不停地工作，转向有效功比较低；驾驶员路感较差，不利于驾驶员的操作。本文在分析当前常用的转向系统原理的基础上，设直驱式转向系统主要通过控制同步交流伺计了一种新型的直驱式转向系统，简化了液压服电机的速度和转向来控制液压系统。其工作系统，同时在系统中运用同步交流伺服电机原理如图1所示：方向盘7

6、通过速度传感器将(PMSM)，经测算，在没有运用电液伺服阀转向信号传递给ECU(电子电控单元)，同时而应用交流伺服电机的液压系统中，其效率可ECU将转向信号反馈给力反馈电机，力反馈电收稿日期：2013—04—17基金项目：国家自然科学基金(0030205401024)作者简介：蒲显坤(1988一)，男，~t)ll南充人，硕士研究生，主要研究方向为机电液—体化。·20·设计与研究2013年第10期总第40卷机作用于方向盘，使驾驶员产生路感。比较放液压缸的负载平衡方程有：大器同时接受由角位移传感器和位移传感器的4

7、=mt+B++(3)信号，将二者进行比较，若比较信号为零，则式中：，为液压缸有效面积，A，=A1一A2；XL比较放大器不输入信号到ECU；若比较信号不为负载位移；Ctp为液压缸的泄露系数；为总为零，则比较放大器将比较结果输入到ECU。压缩容积；fie为有效体积弹性模量；为总粘另外ECU还接收由压力传器的信号，ECU综性系；K为负载弹簧刚度。合分析三股信号，然后向伺服放大器发出转向对式(2)、式(3)进行拉斯变换可有：指令和速度指令，伺服放大器驱动PMSM工作，=带动双向定量泵1工作，通过液压油的作用，4+，+

8、右(4)推动液压油缸6执行转向动作。液压转向模块4·=mfSXL+BSXL+kx￡+(5)中的液控单向阀5的作用在于当需要在转向的由式(1)、式(4)、式(5)可以求得该某个时间暂停转向时，液控单向阀产生自锁，液压系统的传递函数为式(6)。使系统维持在当前的转向状态；两个溢流阀4作为安全阀，当压力过高时可以起到保护回路的作用；两个单向阀2连接到油箱3的作用是防止气穴以及为系统补油。2系统建模2．1液