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二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中液壓蓄能器的研究

二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中液壓蓄能器的研究

《機(jī)床與液壓》20061

No12

?109?

二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中液壓蓄能器的研究

丁強(qiáng),裘麗華

(北京航空航天大學(xué)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院,北京100083)

摘要:建立了二次調(diào)節(jié)環(huán)境下液壓蓄能器的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)理論分析和仿真研究了蓄能器對(duì)二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力脈動(dòng)的影響以及蓄能器的匹配方法。提出了在恒壓系統(tǒng)中針對(duì)不同子系統(tǒng)采用相應(yīng)規(guī)格的蓄能器,并通過(guò)在高低壓端口分別放置蓄能器的方法來(lái)降低系統(tǒng)壓力脈動(dòng)對(duì)精確加載的影響。

關(guān)鍵詞:二次調(diào)節(jié);氣囊式液壓蓄能器;加載中圖分類(lèi)號(hào):TP271131　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A　　文章編號(hào):1001-3881(2006)2-109-2

ResearchofHydraulicAccumulatorinSecondaryRegulatedLoadingSystem

DINGQiang,QIULihua

(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering,BeihangUniversity,Beijing100083,China)

Abstract:Themathematicalmodelofsecondaryregulatedloadingsystemwithaccumulatorwasestablished1Theinfluenceofac2cumulationonpressurepulsationofconstantpressureinthesecondaryregulatedloadingsystemwasinvestigatedthroughtheoreticalandsimulatedanalysis1Thematchingmethodofaccumulatorwasobtained1Thesuggestionwaspresentedtocorrespondingaccumula2torsbasedonthedifferentsubsystemsintheconstantpressuresystem1Theinfluenceofpressurepulsatitheprecisionloadingwasreducedbysetupaccumulatoratthehighandlowports1

Keywords:Secondaryregulation;Ballonethydraulicaccumulator;0　引言

件工作于恒壓網(wǎng)絡(luò)中,靜液驅(qū)動(dòng)技術(shù)。:油源()、轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。油源向系統(tǒng)提供恒定的工作壓力油源,轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)可以向被加載對(duì)象提供各種波形的設(shè)定轉(zhuǎn)矩。二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中,恒壓網(wǎng)絡(luò)的效果和加載精度與液壓蓄能器吸收壓力脈動(dòng)的程度有關(guān)。建立蓄能器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型有利于進(jìn)一步研究二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性在液壓蓄能器足備或不足備的情況下的不同反映。由以上分析可知,系統(tǒng)壓力恒定對(duì)二次元件通道上的變量泵馬達(dá)和控制變量泵馬達(dá)的閥控缸的穩(wěn)

定性都有影響。

()在二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型的建立過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)多數(shù)

[2]

是在忽略油源壓力波動(dòng)的前提下進(jìn)行的。選配時(shí)蓄能器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度應(yīng)高于恒壓變量泵的壓力波動(dòng)速度,這樣才能很好地吸收壓力脈動(dòng),保持恒壓網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定輸出,從而提高二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制精度。氣囊型液壓蓄能器具有氣腔與油腔之間密封可靠,二者之間無(wú)泄漏;膠囊慣性小,響應(yīng)速度快;結(jié)構(gòu)緊湊;容易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),在二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。1　建立系統(tǒng)傳遞函數(shù)111　氣囊式液壓蓄能器數(shù)學(xué)模型

2

ξpsnpa2a

(2+(1)Ga==s+1)

qaVa0sωaωa

2

式中:ωa=b/ma為蓄能器固有頻率;Kb=npa0Aa/

Va0為蓄能器氣體彈簧剛度;ξa=Ba/2Kbma為阻尼器

系數(shù),無(wú)量綱;Ga為蓄能器等效阻抗。112　伺服閥動(dòng)態(tài)方程

假定滑閥的4個(gè)節(jié)流窗口是匹配且對(duì)稱(chēng)的,在工

[1]

作點(diǎn)附近的動(dòng)態(tài)方程為

qL=KqXv-KcpL+Kspvi+Kopvoqvi=KqsXv-KcspL+Ksspvi+Kospvo

(2)(3)

圖1　二次調(diào)節(jié)加載控制系統(tǒng)原理圖

蓄能器在二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的主要作用如下:

(1)在能源不足時(shí)提供瞬時(shí)補(bǔ)充流量。當(dāng)負(fù)載超過(guò)恒壓變量泵額定功率時(shí),額外的能量就由蓄能器

式中:Kq=9qL/9Xv,Kc=9qL/9pL,Kcs=9qs/9pL,Kqs=9qs/9Xv,Ks=Kc,Ko=-Kcs,Kss=Kc,Kos=-Kc,qvi=qvo。113　控制油缸流量連續(xù)性方程

qL=AsY+(Ctc+

Vt

s)pL

4Ey

(4)

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