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1、上海交通大学学报第一卷第期‘一,灿泵控马达负载反馈半实物’一仿真测试系统陆元章王黎明王钧功机械工程系,、本系统的目的是在试验室内考查工程机械在现场的工作过程用以考核改进,。和设计液压系统提高其性能和可靠性。本系统是用模拟控制器实时仿真工程机械的工作过程本文着重介绍该模拟控口,。制器与液压系统之间的电气接以及工程机械负载参数的浏定方法本系统结构,,,,。简单费用省使用简便易于推广已在采煤机上应用成功,,,,。关键词泵控马达半实物仿真负载反馈模拟控制器采煤机、一从半实物仿真和负载反馈说起、,在工程机械和一些农业机械的设计故障和可靠性分析中有必要弄清该机械实际作业
2、,。,,、中的动态过程即动特性在现场很难做到这一点例如采煤机在矿井中工作场地灰粒,,,由,水份大有易燃气体所以测试仪器需有防⋯爆等保护装置厂舅外于作业面不平要采集丫有代表性的动态性能数据很困难扩,一因此迫切需要在试验室中再现该机械在实地工作中的主要动特性和找出本质性的特点。半实物仿真测试系统就是针对这个需要产生的。,所谓半实物是指该测试系统由一个常规的液压系统试验台实物或称硬件和一个模。、。。拟控制器或称软件所组成其中软硬件的连结由电气接口完成如图所示。,液压系统的液压马达转速信号输入模拟控制器而模拟控制器输出液压马达驱动力‘和主电机电红,,流的感应电流前者
3、使液压马达受到负载后者由功率控制器去控制,。。‘,,。变量泵的流量和马达转速口和‘即是负载反馈信号是被控制的变量除本文作者外,煤炭科学院上海研究所赵唬芬同志也是参加与本文有关的科学试验的主要成员之一,本文,石年月日收到上海交通大学学报年第期模拟计算机一常规泵控马达液压试验台‘一一‘书‘接口一一模拟件制器卜一一一叫图泵拄马达负载反馈半实物仿真测试系统简图泵的变景构,变量泵压力保护阀低机速大扭矩马达加载用的泵供油泵了加载用的卜一例阀输入信号电气接川一子比洲闪的电‘接功率控制器的电气接口功率控制器的手动刊始定位机构二、半实物仿真测试系统的优点可在试验室内再现工程机
4、械在现场的动态工作过程并反映出不同参数的影响。以一。,采煤机为例图表示采煤机在不同煤层硬度下运动速度变化的动态过程不包括起动过程。毛空载‘二比内一,软煤层了、硬煤层七一图此外已仿真的还有下列动态过程,,。,当轨道上的摩擦系数增大到某值贝采煤机先是被卡住继之系统压力尸增大,。该机逐渐恢复向前移动表现为的变化,则,。当轨道上的摩擦系数再加大到某值该机械就被卡住不动同时系统压力尸增,,‘,。大到设定值压力保护系统起作用表现为尸等于设定值而为零得到比一般现场更苛刻环境下的动特性。,,。没备的费用省模拟控制器可用模拟计算机构成具有可调性例如图是调节负载反馈特性参数。得
5、到的。泵控马达负载反馈半实物仿真测试系统三、负载反馈特性参数的计算飞随机负载的统计特性,,,,行走机械工作时环境复杂工况恶劣路面的不规则性与外负载的不均匀性使负载,,。,的大小及频率变化而无规则具有随机性质见图但行走机械在稳定工况下的工作是,,。平稳随机过程可按各态历经过程处理即可用单个子样来确定母体的统计特性,目的,我们共用了个子样来确定母体的统计特性是消除随机误差使结果更有代表性。‘“扩卿夕口时间图的概率密度分布形式,此根据采煤机主电机负载功率实测曲线见图曲线已滤去高次谐波绘制的概率密。,,度分布曲线表示于图纵坐标为观察周期秒中功率出现的概率横坐标轴上的
6、“为。。的均值由图知采煤机功率服从正态分布的谱密度分布形式。图是根据图绘制的功率的功率谱密度‘分布图它表明的大部分能量集中二,,。在以内具有低频性质而且零频能量比其它频率上的能量大得多因此计算负载反,、。馈特性参数时取为拼一夕“入沙吕叨︶‘吐,介”︸叨内一山从怀未八习图图场卜海交通大学学报年第期泵控马达驱动的行走机械的负载特性方程主电机电流与功率的关系,主电机电流根据「〕一。·氏‘。。。故可反映电机功率见图式中为主电,‘。机空载电流为转换系数力平衡方程的一般表达式户才十一,尝,则当工作稳定时可略去驱动力为一才当才一‘‘二‘‘式中几了户当,和。为行走机械的静、
7、动态摩擦力图一,士上坡时取正号下坡时取负号一一为行走机械的重量一。。。,一为该机械的结构参数为负载反馈特性参数在采煤机则为煤层硬度系数。与才的关系,,。根据〔〕知主电机功率与机器运动速度才近似成正比见图‘。一才这里是由。决定的常数【。。、采煤机主电机功率由空载功率截煤功率。和牵引功率,三部分组成。。。。,‘其中占的以上故也与才成正比。。与滚筒截煤力。的关系为‘。·。·。。·。。,图。、。。,。比由于滚筒半径滚筒角速度。和机械效率,均为常数所以与乏也成正菜即或“。二之。、。·一才。。即负载反馈的特性参数‘‘消耗的功率为泵控马达负载反馈半实物仿真测试系统‘·二。
8、、,二才,‘才乏粉。,。叮为液压马达的机械效率、、将
