電控液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓控制理論研究張林煤炭科學(xué)研究總院唐山分院河北省唐山市063012定性精度和響應(yīng)特性的影響。

　　1概述對大多數(shù)液壓控制系統(tǒng)來說，液壓動力機(jī)構(gòu)的動特性在很大程度上決定著整個系統(tǒng)的性能。動力機(jī)構(gòu)按控制元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同組合可分為種基本類型閥控馬達(dá)閥控液壓缸泵控馬達(dá)泵控液壓缸。由煤炭科學(xué)研究總院唐山分院自行研制開發(fā)的02系列電控液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是種用于各種閥門開閉及調(diào)節(jié)的自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用了泵控液壓缸機(jī)構(gòu)。本文對該產(chǎn)品的泵控液壓缸的控制理論進(jìn)行分析。

　　泵控液壓缸的控制理論分析2.1基本方程上式經(jīng)拉普拉斯變換后，可得負(fù)載的總質(zhì)量，kg；5為活塞和負(fù)載的粘性阻尼系數(shù)，N，Sm；為負(fù)載的彈簧剛度，Nm；F為作用在活塞上的任意外負(fù)載力，假定，泵及液壓缸的內(nèi)外泄漏均為層流流動；連接管道較短，管道內(nèi)的壓力損失流體質(zhì)量效應(yīng)和管道動態(tài)忽略不計；兩根管道完全相同，泵液壓缸和管道組成的兩個腔室的總?cè)莘e相等，每個腔室內(nèi)油液的溫度和體積彈性模數(shù)為常數(shù)，壓力均勻相等；液壓缸和負(fù)載之間連接構(gòu)件的剛度很大，忽略結(jié)構(gòu)柔度的影響。貝1 1對高壓腔應(yīng)用連續(xù)性方程nvDv爪3以山尸為進(jìn)油腔壓力即負(fù)載壓力，心乃為回油腔壓力，3；為活塞有效面積，12；為活塞位移，1；為液壓缸進(jìn)油腔容積，13；凡為有效體積彈性模數(shù)包括液體混入油中的空氣以及工作腔體的機(jī)械柔度，Nm2Pa；Clp為泵的內(nèi)泄漏系數(shù)，5叩為泵的外泄漏系數(shù)，13，3為油缸的內(nèi)泄漏系數(shù)，3，3；06.為油缸的外泄漏系上式經(jīng)拉普拉斯變換后，可得2.2泵控液壓缸的方塊及傳遞函數(shù)通常，考慮回油壓力尸2為常數(shù)的情況，在線性化分析中包含尸2的項可以略去。另外，假設(shè)總的泄漏系數(shù)6=，+，則式12可簡化為由式3或4可列出泵控液壓缸的方塊，爺，般情況下，負(fù)載彈簧剛度為零=0，而阻尼系數(shù)0比決大得多，即價0義遠(yuǎn)小于則式5可簡化為4令為動力機(jī)構(gòu)阻尼比，=由式6可得出如下兩個傳遞函數(shù)。以泵的排量作為輸入的傳遞函數(shù)為動力機(jī)構(gòu)的動態(tài)柔度為泵控液壓缸的傳遞函數(shù)7由積分環(huán)節(jié)振蕩環(huán)節(jié)和放大環(huán)節(jié)組成，其博德2.由性形狀的改變。你的變化使幅頻特性上下移動并使穿越頻率改變，但相頻特性不變。可增益的變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性和精度都有著直接的影響。

　　2.3主要性能參數(shù)分析由式7的傳遞函數(shù)可，決定動力機(jī)構(gòu)特性的主要性能參數(shù)有增益固有頻率阻尼比等。下面逐進(jìn)行分析1增益階，應(yīng)用于電控液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的泵控液壓缸系統(tǒng)，其電機(jī)轉(zhuǎn)速液壓缸活塞面積相對而言是個固定的常數(shù)，在設(shè)計過程中，這兩個參數(shù)的選取受其他因素的影響，系統(tǒng)確定之后，增益是個相對恒定的量……固有頻率固有頻率是由負(fù)載質(zhì)量和液壓彈簧相互作用而造成的，其大小決定了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，叫越大，響應(yīng)速度越快，因此，應(yīng)采取措施提高系統(tǒng)的固有頻率。影響叫的主要因素有①液體的有效體積彈性模數(shù)石叫與幾成正比。影響萬6的因素很多，其中混入油中的空氣影響較大，它會使幾大大降低，般而言，純油的萬e為1 380MPa，而混入10的空氣的油萬e約為690MPa油的壓力為4MPa時。可，采取各種措施減少空氣的混入是非常必要的。工作腔容積和液壓缸工作面積1.與71成反比，與4成正比，那么，增大活塞面積可提高叫值，但同時6也增大了，而且，活塞面積的增大，還導(dǎo)致整體重量增加流量變大等缺點。因此，設(shè)計時應(yīng)綜合考慮。應(yīng)注意的是，在保證液壓缸的有效行程的條件下盡量縮小無效容積，是非常有利的。

　　價外，其余參數(shù)已由別的因素確定了，所以，值主要決定于0和值。總的泄漏系數(shù)，是泵的內(nèi)外泄漏系數(shù)和液壓缸的內(nèi)外泄漏系數(shù)之和，設(shè)計完成之后，該系數(shù)基本是恒定的。由于泄漏的增加般是不允許的，故該值般較小。同時，液壓缸的粘性阻尼系數(shù)價也不能很大，價值較大會導(dǎo)致高速運轉(zhuǎn)時油缸產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量，因而使所需功率增加。可，泵控液壓缸的阻尼比基本上是較小且恒定的。這使系統(tǒng)較易產(chǎn)生振蕩而影響整個控制系統(tǒng)性能，往往需要犧牲部分功率來設(shè)置旁路泄流通道和粘性阻尼器來提高系統(tǒng)的響應(yīng)特性。

　　3結(jié)論與其他動力機(jī)構(gòu)相比，泵控液壓缸的液壓固有頻率較低，阻尼比較小但較恒定，增益值也較恒定，因此，泵控液壓缸是較線性的元件，不易受工作點變化的影響，容易實現(xiàn)控制。但是，其動態(tài)剛度特性和總的響應(yīng)特性不如閥控系統(tǒng)好，這就決定了泵控液壓缸只能應(yīng)用于精度和快速性要求不高的場合。

　　和其他動力機(jī)構(gòu)樣，泵控液壓缸的各參數(shù)的選取應(yīng)考慮各種因素的制約，并考慮該機(jī)構(gòu)所應(yīng)用的具體工況，在設(shè)計過程中，應(yīng)針對實際工況的負(fù)載速度等要求，確定整個系統(tǒng)控制特性。

　　下得出的。系統(tǒng)設(shè)計完后，根據(jù)實際機(jī)構(gòu)的參數(shù)運用實驗的方法確定各項性能，并依據(jù)實驗來修正機(jī)構(gòu)的設(shè)計收稿日期2，314責(zé)任編輯趙宏馨