泵控液压系统中马达转速稳定控制及仿真分析

泵控液压马达系统中,由于外负载突变会导致发动机转速变化,进而引起变量泵转速改变,最终造成液压马达转速波动量过大及调整时间过长。针对变量泵-定量马达闭式液压系统,构建数学模型,得到传递函数框图,分析负载变化导致马达转速波动的原因。提出一种前馈补偿控制方法,通过实时改变变量泵的斜盘摆角来补偿变量泵转速扰动而引起的流量变化。推导补偿函数,并分别对阶跃100%负载、阶跃20%负载工况及斜坡100%负载、斜坡20%负载工况进行仿真。结果表明：增加前馈补偿控制后,马达转速波动量最大减少了3.87%,调整时间最多缩短了1.77 s。     

基于PID与前馈相结合的泵控马达恒速输出系统研究

针对泵控马达系统存在转速和外接负载扰动的问题,以变量泵-定量马达恒速控制系统为研究对象,阐明了系统的控制原理,建立相应液压系统的数学模型;采用了优化后的增量式PID与前馈相结合的复合方式对系统进行控制。通过Matlab的Simulink模块对系统的响应情况进行仿真,仿真结果表明:控制系统在两种扰动下反应迅速,马达输出转速能保持在较理想的状态。采用负载箱来模拟负载变化,变频器控制来模拟转速变化,进行了试验台的搭建。在输入转速为800、1 500 r/min时,当突变转速和负载时,马达输出转速能在2 s内恢复到稳定值,稳态转速偏差为0.5%,瞬时转速偏差为5.33%。分析实验结果表明该系统调速能力较好,为车载发电系统的实现提供了借鉴意义。     

大惯量矢量变频液压复合调速系统仿真研究

针对大惯量、时变负载变频液压调速的低速控制与调速精度问题,将节流调速和矢量变频液压调速有机结合.建立大惯量矢量变频液压复合调速系统;创建系统数学模型,在研究系统的主要影响因素基础上简化数学模型;利用MATLAB SIMULINK构建仿真模型并分析系统动态性能.仿真结果表明:矢量变频液压调速速度跟踪精度高,并对转动惯量和负载扰动表现较强的鲁棒性;节流调速增加了液压变频调速的低速稳定性;该复合调速系统获得了理想的调速效果.     

油压机智能转速感应控制系统研究

针对传统油压机普遍存在运行功率大于生产需求功率的现象,在工频状态下空载运行和无功运行对能源造成严重浪费,提出一种基于负荷极限控制的油压机电机智能转速感应控制方法,将基于PLC的PID控制策略运用到油压机电机变频调速中,克服了油压机作业循环的负载多变工况存在着的大惯性、高非线性、大滞后等不利因素。通过现场测试,节能效果达到25%,同时电机变频调速转速变化更加平滑迅速,提高了系统稳定性,满足了油压机变负载工况电机转速的实时调节要求。     

整体复合胀形液压系统分析

介绍了一种驱动桥壳整体复合胀形装置的液压系统,其主要由油源模块、控制模块、执行机构及辅件等组成。运用电气自动程序控制实现点动、半自动、全自动控制操作,使用合理的调速、调压、换向、动作顺序及动作互锁等液压回路,满足开式泵循环系统功能需求。液压驱动外模与内模组件联合承载,由限压式变量泵、比例电磁换向阀和梭阀网络反馈油路组成负载敏感容积节流联合调速控制系统,提高系统能量利用率和综合性能,实现了九连杆机构的复合联动。结合位移、速度和压力反馈进行闭环控制,提高了系统控制精度,实现开槽加热管坯连续、稳定、可靠的弹塑性变形,得到合格的驱动桥壳半成品     

恒负载时转速降落开环补偿方法与实验研究

分析变转速泵控马达调速系统转速降落的主要原因,指出系统泄漏和电机机械特性均能引起转速降落,推导出转速降落补偿系数表达式,建立了恒负载时变转速泵控马达调速系统转速降落补偿方法。实验结果表明:在恒负载时,采用所提出的补偿方法能够很好地实现转速降落补偿。     

基于滑模变结构的新型永磁同步液压电机泵调速系统的研究

基于液压传动存在的成本高、效率低等不足,提出一种新型的把电机转子作为柱塞泵缸体的液压电机泵调速系统,并建立了系统的数学模型.通过改变电机转速的方式调节泵的输出流量,使电机提供的功率与负载所需功率相匹配,从根本上提高液压调速系统的效率.针对传统直接转矩控制存在电流、磁链和转矩脉动大以及低速时难以精确控制等缺点,将滑模变结构理论运用到直接转矩控制中,以提高系统的鲁棒性和快速性.对转速和转矩阶跃变化进行仿真研究,仿真结果表明该策略具有良好的鲁棒性和快速性.     

基于扰动观测器的PMSM滑模控制北大核心

为了解决永磁同步电机传统调速系统的响应速度慢、有超调、鲁棒性差及抖振过大问题,提出了一种积分变结构与扰动观测器复合的滑模控制方法。该方法设计了一种积分型的滑模变结构控制器,并引入新型趋近率,对PMSM调速系统的稳态及动态性能有了较大的提升;在此基础上利用扩张观测器估计的扰动值进行速度控制器的补偿,提高滑模控制的鲁棒性。仿真结果表明,调速系统无超调,调节时间为0.012 s;突加负载时,恢复稳态时间为0.018 s,且转速只下降16 r/min,该控制方法有效增强了系统动态性能和抗干扰性能,并抑制了滑模控制的抖振。     

高频响液压轨迹跟踪系统复合控制策略的研究

介绍了几种提高液压轨迹跟踪系统响应频率和控制精度的控制策略,并在此基础上设计了一种基于PID控制的前馈-反馈复合控制系统。Simulink仿真结果表明,与常规PID、反馈控制系统相比,这种复合控制策略有效地提高了系统的频宽,保证了系统对高频输入的跟踪精度。     

压电驱动的快刀伺服器的迟滞逆模型辨析与自抗扰复合逆控制

为了提高具有表面微结构零件的超精密加工中快刀伺服器的轨迹预测和跟踪精度与抗干扰性,设计一种新型复合控制:在前馈控制器中用Preisach逆模型补偿系统中压电陶瓷驱动器引起的非线性特性;针对前馈控制器未能补偿的非建模扰动、模型参数的不确定性以及其他外界未知扰动,设计了自抗扰控制作反馈控制器。推导了Preisach逆模型;用RBF神经网络实现了Preisach逆模型对压电陶瓷驱动器的线性化补偿;通过对快刀伺服器的建模分析,得到惯性环节和二阶振荡环节串联的等效模型,设计三阶四维扩张状态观测器,可对未知扰动的观测结果作出实时估计和补偿。根据快刀伺服器和超精密车削的特点,取消跟踪微分器,增加速度输入和加速度输入,设计了改进的自抗扰控制器。上述两种控制器组合成复合控制器。实验表明,该复合控制方法可以提高预测和跟踪精度与抗干扰性。     

大惯量变转速泵控马达调速系统模糊控制

对大惯量负载的变转速泵控马达调速系统进行了模糊控制及模糊PID控制的实验研究,并与常规PID控制的实验结果进行了对比,获得了有益的结论,为提高这类系统的控制特性提供了借鉴。     

泵阀复合驱动执行器速度/位置控制方法

针对液压升船机、多自由度试验平台、长行程单出杆液压缸控制系统高性能和高效能的要求,结合阀控回路的高性能和泵控回路的高效能特点,采用阀控开式回路和泵控闭式回路并联驱动新回路。该回路兼顾效能和性能,但侧重于保持性能。为提高新回路运行过程中的平稳性及带负载的控制精度等性能,提出带有负载补偿量的速度/位置复合控制策略,确定负载补偿计算模型和速度前馈控制计算模型。仿真结果表明:采用该控制策略,可以实现速度和位置的同时控制,并且在不同负载下可以获得较好的控制性能。     

多级伺服阀驱动的液压执行器非线性前馈控制

为了满足自由活塞发电机(FPLG)中液压执行器对高频率和大行程的要求,设计了一种多级伺服阀驱动的液压执行器非线性前馈控制器。主要包括一个双动液压工作的活塞和一个三阶段成比例的伺服阀驱动。提出的前馈控制器结合传统的反馈控制方法,并基于反演模型生成前馈控制算法,在考虑了系统的预测负载力的条件下,前馈控制器接受液压执行器上承受的预测动态负载作为输入,用于跟踪预期轨迹的最佳输入信号。通过模拟测试验证了该控制器的有效性和实用性,满足了自由活塞式发电机发展的需要。     

车辆传动桥二次调节模拟加载系统的特性分析

本文建立了模拟车辆发动机驱动二次元件的转速控制系统和传动桥轮边加载二次元件的转矩控制系统的数学模型。在此基础上，对校正前后的转速和转矩控制系统进行了开环频域特性分析。并利用MATLAB软件，对该系统进行了输出响应特性仿真，依此对系统的控制精度和响应特性进行了较为详细的分析。所得有关结论，为车辆传动桥二次调节模拟加载系统的设计提供了依据。     

机械式转速跟踪器在甘蔗收获机的应用研究

针对甘蔗收获机械恶劣的作业工作环境,提出一种机械式转速检测及跟踪调节装置,用于对作业机构转速的检测及反馈。介绍机械式转速跟踪装置的工作原理,运用ADAMS对该机械进行仿真分析,并搭建试验平台进行试验验证。结果表明:机械式转速跟踪器的输出转速等于目标转速与跟踪转速之差的一半,与理论分析结论一致。基于机械式转速跟踪器的转速输出特性,构建甘蔗收获机械作业机构的机电液速度闭环控制系统,建立该系统的动力学仿真模型,应用MATLAB分析系统的稳定性和动态响应特性。仿真结果表明:机械式转速跟踪器能够满足甘蔗收获机械各子系统间转速的协调联动控制要求。     

电液伺服系统的模糊自适应复合控制研究

电液位置伺服系统的阻尼比较低,造成电液位置伺服系统响应速度慢及跟踪性能较差。为解决此问题,提出一种模糊自适应控制与速度正反馈、加速度负反馈相结合的复合控制策略。通过速度正反馈来提高系统的开环增益,加速度负反馈提高阻尼比,从而提高系统动态响应速度并减小位置误差。利用前馈控制拓宽系统频宽,进一步减小位置跟踪误差。对传统PI控制、模糊PI控制、模糊PI复合控制算法下的系统响应性能进行仿真分析,结果表明:采用所提出的复合控制策略时,系统动态响应速度比模糊PI控制提高约76.9%,比传统PI控制提高约84.2%,其位置跟踪误差几乎为0。     

基于多层神经网络的机电伺服系统积分鲁棒控制

针对含有模型不确定性的机电伺服系统,设计一种基于多层神经网络干扰补偿的控制策略。通过多层神经网络对与状态有关的干扰进行在线估计,以提高基于模型前馈控制输入的补偿精度,然后结合误差符号积分鲁棒(RISE)反馈控制方法,通过RISE的鲁棒增益处理神经网络逼近误差与未估计干扰,从而抑制干扰对伺服性能的不利影响。基于Lyapunov稳定性理论,证明了所提出控制器的闭环系统半全局渐近稳定,且系统所有信号有界。仿真结果表明：所提出的控制策略具有很好的干扰抑制能力,可显著提高机电伺服系统的跟踪精度     

恒载变速工况下液压马达瞬时转速波动与系统效率关联性实验研究

为了研究恒载、变速工况下液压马达瞬时转速波动与液压系统效率之间的变化关系,采用实验验证的方法,在变转速液压实验台中通过在LabVIEW软件中改变电机转速、设定恒定的磁粉制动器加载电压模拟工况,采集、分析恒定载荷条件下液压马达转速斜坡、正弦、阶跃变化时液压马达转速波动、液压系统效率、压力的变化曲线。实验结果表明:液压马达瞬时转速波动与液压系统效率具有关联性,转速越高,液压马达转速波动越小,液压系统效率越高;反之,变化情况相反。转速的变化会引起系统压力小幅度的变化,变化趋势与转速、系统效率相同,与转速波动相反。此研究为液压系统在恒定的负载工况条件下选择合适的液压马达转速范围、减小转速波动、提高液压系统效率提供了参考和借鉴。