变速定量泵加负荷传感阀液压系统的建模与性能仿真分析

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1、第３０卷第６期四川理工学院学报（自然科学版）Ｖｏｌ３０Ｎｏ６２０１７年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｄｅｃ２０１７文章编号：１６７３１５４９（２０１７）０６００２９０５ＤＯＩ：１０．１１８６３／ｊ．ｓｕｓｅ．２０１７．０６．０６变速定量泵加负荷传感阀液压系统的建模与性能仿真分析牛会敏，胡勇，白直真（过程装备与控制四川省高校重点实验室，四川自贡６４３０００）摘要：对变速定量泵加负荷传感阀液压系统的建模与性能仿真分析，应用“变频器＋电机

2、＋定量泵＋ＬＳ（负荷传感阀）技术”的液压试验装置；介绍了试验装置的结构与原理；在ＡＭＥＳｉｍ软件中，建立泵控油缸位移调节仿真模型，进行了系统负荷传感压力闭环流量调节控制、泵控油缸闭环位移调节控制。通过仿真分析得出：在多执行器实验装置中“变频器＋电机＋定量泵＋ＬＳ”系统的输出功率随着负载的变化而变化；定量泵流量随着负载的减小而减小，实现节能的目的；该液压试验装置具有油缸位移闭环ＰＩＤ控制功能、实现定量分析研究液压系统动态特性的目的。关键词：变速定量泵；ＡＭＥＳｉｍ建模仿真；闭环控制；流量与位移调节中图分类号：ＴＨ１３７文献标志码：Ａ［３６］又接近阀控流量控制

3、技术的快速性。本研究的液压引言试验装置采用“变频器＋交流电机＋定量泵＋负荷传感常见的液压试验装置或液压传动装置其流量控制阀”液压控制系统（变频调速定量泵ＬＳ液压系统）控制技术有以下几种形式：（１）阀控（节流调速）流量控制技多个执行器。该装置由变转速流量自动控制系统，负荷术。定量泵与各种控制阀配合进行调速控制，其特点是传感液压试验与液压加载系统、液压闭环控制系统等部响应快，可进行微小流量调节，但能量损失大，效率低，分组成如图１所示。为了研究该液压试验装置在不同［１］多用于小功率场合；（２）泵控（容积调速）流量控制技控制参量时具有的性能特点和控制方法，通过推导变

4、频术。由各种变量泵与相关变量控制阀配合进行调速控器及电机的数学模型，根据数学模型在ＡＭＥＳｉｍ中构建制，其特点是能量损失小，效率高，并能实现多种功能的变频器及电机的仿真模型，并与负荷传感液压系统回路复合控制，如恒压、恒流、恒功率等，但响应速度较仿真模型相结合，在ＡＭＥＳｉｍ中建立变位移调速＋负荷［２４］慢；（３）变转速控制技术。采用交流电动机变频调速传感液压控制系统的仿真模型，并对系统的闭环ＰＩＤ特控制，通过改变电动机的转速，来改变定量泵的输出流性进行了仿真分析，通过仿真分析，观察系统的性能及量，其基本特点是既有泵控流量控制技术节能的特点，控制方法。收稿日

5、期：２０１７０８２２基金项目：四川省科技厅重点项目（２０１６ＳＺ００７４）；固态酿造关键技术研究四川省院士（专家）工作站基金项目（ＧＹ２０１６－０１）；酿酒生物技术及应用四川省重点实验室重点项目（ＮＪ２０１５０４）；四川理工学院研究生创新基金（ｙ２０１６０１５）作者简介：牛会敏（１９９１），女，河南商丘人，硕士生，主要从事液压传动与控制方面的研究，（Ｅｍａｉｌ）ｎｈｍ１３１４１５＠１６３．ｃｏｍ通信作者：胡勇（１９５５），男，四川自贡人，教授，主要从事液压传动与控制、模具ＣＡＤ／ＣＡＥ方面的研究，（Ｅｍａｉｌ）９８２２７３６９１＠ｑｑ．ｃｏｍ３

6、０四川理工学院学报（自然科学版）２０１７年１２月１液压试验装置与变频调速定量泵ＬＳ液压在一起。（２）加载油路的传动：定量泵３输出的液压油经阀系统控制原理片９驱动加载油缸１５，调节电比例溢流阀１９可以改变１１液压试验装置简介加载的大小。液压试验装置采用变频调速定量泵ＬＳ液压控制技１２系统负荷传感压力闭环流量调节术，由ＬＳ阀片组取代传统的液压控制元件，系统主要由系统负荷传感压力闭环流量调节原理如图１所示，试验油路与加载油路组成，一套定量泵供油，具有系统当泵３的输出流量大于系统的工作流量时，系统压力将结构简化、节能效果显著特点。其试验油路由定量泵３、升高；反之

7、系统压力低于设定压力。梭阀９２将负载的定差溢流阀５、控制油源阀８、负荷传感控制阀片１０、流最高压力传递给定量泵出口的定差溢流阀５，同时压力量传感器６２、试验马达１５等组成；加载油路由定量泵传感器１４５测得的最高压力信号与给定的目标压力值３、负荷传感控制阀片９、桥式阀组１８、加载油缸１７、电比进行比较，将偏差值信号作为输入控制信号输给ＰＩＤ控例溢流阀１９等组成。试验与加载油路均设置补油油制器１２２，计算出对应信号的电信号值，输给变频器１路，防止制动时加载油缸因缺油而出现冲击、抖动现象，来控制电机２转速，通过控制电机转速的方式实现对加原理如图１所示。载油

8、路闭环流量调节。若实测压力值低于目标值，则两者差值作