【摘要】：針對(duì)傳統(tǒng)液壓挖掘機(jī)多路閥結(jié)構(gòu)與整機(jī)性能間的耦合、液壓控制系統(tǒng)精度低帶來(lái)的整機(jī)控制不匹配問(wèn)題,為實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)多路閥簡(jiǎn)單化設(shè)計(jì)和整機(jī)控制系統(tǒng)自適應(yīng)變化,提出面對(duì)液壓挖掘機(jī)電控多路閥的控制系統(tǒng)參數(shù)整定方法.界定操縱電手柄輸出為0-1數(shù)字信號(hào),考慮整機(jī)多路閥結(jié)構(gòu)特征,設(shè)計(jì)液壓挖掘機(jī)電控多路閥的變參數(shù)一階控制系統(tǒng),提出綜合系統(tǒng)沖擊、能量利用率、跟隨性三項(xiàng)指標(biāo)作為參數(shù)整定的評(píng)價(jià)算法.通過(guò)設(shè)計(jì)電手柄-控制器-液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能表達(dá)的數(shù)字化平臺(tái)三者銜接的半物理仿真平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn),分析結(jié)果表明:控制系統(tǒng)有效,且控制器響應(yīng)的一階控制系統(tǒng)參數(shù)T、K可基于整機(jī)性能整定得出;時(shí)間常數(shù)T可由電控多路閥閥芯固有頻率和閥芯開(kāi)度決定,與閥芯阻尼比相關(guān)度較小.
【圖文】：

、執(zhí)行元件組成的系統(tǒng)回路，不同的是多路閥結(jié)構(gòu)和數(shù)量．鑒于多路主閥是實(shí)際整機(jī)工作過(guò)程中的核心元件，整機(jī)動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性影響多路主閥性能與結(jié)構(gòu)［８－９］．所以在本研究中，以２０ｔ液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)為例，，將原液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)的液控多路閥用電磁比例多路閥代替，閥芯驅(qū)動(dòng)力為電磁力，改變輸入電流大小，從而控制多路閥開(kāi)度和流量．下面就單動(dòng)作鏟斗工況下鏟斗主閥結(jié)構(gòu)和流量建模進(jìn)行探究，其他工況下主閥分析建模類似于單動(dòng)作鏟斗工況，在此不作闡述．鏟斗主閥結(jié)構(gòu)和內(nèi)部液壓油路建模如圖１所示，每個(gè)閥口看作為一個(gè)節(jié)流閥．圖１鏟斗主閥建模示意圖Ｆｉｇ．１Ｍｏｄｅｌｉｎｇｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｂｕｃｋｅｔｍａｉｎ－ｖａｌｖｅ５３

達(dá)的數(shù)字化平臺(tái)中，通過(guò)試驗(yàn)標(biāo)定出閥口壓降Δｐ０和對(duì)應(yīng)流量Ｑ０后，閥口流量可直接由閥口兩端的壓降和閥芯位移得出，避免流量系數(shù)Ｃｄ、開(kāi)口面積ｆ難以確定的問(wèn)題，簡(jiǎn)化了數(shù)字化平臺(tái)上構(gòu)建不同結(jié)構(gòu)的多路閥的過(guò)程．另外，已知鏟斗油缸的大、小腔面積，根據(jù)閥口流量Ｑ得到鏟斗油缸的壓力變化曲線．根據(jù)上述分析，建立其他工況下多路閥數(shù)字化模型．同時(shí)，根據(jù)文獻(xiàn)［７］，建立液壓挖掘機(jī)整機(jī)系統(tǒng)其他部分，如機(jī)械部分、傳動(dòng)部分，最終得到液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能表達(dá)的數(shù)字化平臺(tái)，如圖２所示．圖２液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能表達(dá)的數(shù)字化平臺(tái)Ｆｉｇ．２Ｄｉｇｉｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｘｃａｖａｔｏｒ本平臺(tái)是在和國(guó)內(nèi)某公司產(chǎn)學(xué)研合作下完成，為驗(yàn)證平臺(tái)的正確性，利用ＡＭＥＳｉｍ軟件建立同樣的機(jī)械模型對(duì)比，其仿真模型圖見(jiàn)文獻(xiàn)［１０］，仿真如圖３所示液壓挖掘機(jī)某一挖掘復(fù)合工況，所得對(duì)比結(jié)果如圖４所示．圖３仿真的動(dòng)作工況Ｆｉｇ．３Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ寬度／ｍ圖４某一關(guān)節(jié)軌跡對(duì)比結(jié)果Ｆｉｇ．４Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｃｅｒｔａｉｎｊｏｉｎｔ文獻(xiàn)［１１］和圖４可以表明，利用鍵合圖理論所構(gòu)建的液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能表達(dá)的數(shù)字化平臺(tái)和ＡＭＥＳｉｍ結(jié)果具有一致性，實(shí)現(xiàn)了液壓挖掘機(jī)機(jī)電液大系統(tǒng)的一體化解析、優(yōu)化、仿真．誤差主要來(lái)源于ＡＭＥＳｉｍ模型中關(guān)節(jié)之間假定是剛性接觸，而在本研究中的關(guān)節(jié)之間采用的是一個(gè)彈簧阻尼系統(tǒng)．２電控多路閥的控制系統(tǒng)

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