对舞台升降液压泵控缸同步控制系统研究

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1、2010年lO月机床与液压0ct．2010第38卷第20期MACHINET00L＆HYDRAULICSVo1．38No．20DOI：l0．3969／j．issn．1001—3881．2010．20．019舞台升降液压泵控缸同步控制系统研究王野牧，张旭明(沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110178)摘要：研究重型升降舞台同步控制系统，该闭环同步控制系统以比例变量泵作为控制元件，以非对称液压缸为输出元件，以位移传感器作为反馈元件，实现对输出位移的同步控制。建立该泵控缸系统的数学模型，以MATLAB／sIMuLINK为开发工具，建立仿

2、真模型并进行仿真分析。结果表明该控制系统能满足重型舞台同步升降控制的要求，系统简单且节能。关键词：泵控缸；同步控制；仿真研究；SIMULINK软件包中图分类号：TH39文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)20—052—3StudyonStageLiftingHydraulicPump-control-cylinderSynchronizationSystemWANGYemH．ZHANGXuming(ShenyangUniversityofTechnology，ShenyangLiaoning110178，China

3、)Abstract：Theheavyliftingstagesynchronouscontrolsystemwasstudied．Inthisclosedsynchronouscontrolsystem，thepro—portionalvariablepumpwasusedascontrolunit，whiletheasymmetricalhydrauliccylinderwasusedasoutputunitandthedisplace—menttransducerwasusedasfeedbackunit，toachievesy

4、nchronouscontroltheoutputdisplacement．Thispump-control—cylindersystem’Smathematicalmodelwasestablished．BasedonMATLAB／SIMULINK．adynamicsimulationmodelwasestablishedandthesimulationwasmade．Thesimulationresultsshowthatthiscontrolsystemsatisfiestherequirementsoftheheavylif

5、tingstagesynchro—Donscontro1．ThesystemiSsimpleandenergy—saving．Keywords：Pumpcontrolcylinder；Synchronouscontrol；Simulation；SIMULINK重型升降舞台有很多种传动方式来实现升降动泵控系统动态响应性能较慢。。该重型舞台升降速作，作者采用液压同步系统来实现舞台升降，能以一度较慢，也不要求太高的动态响应速度，采用泵控方定的指定速度同步升降，实现连续自动控制。需要实式是一个较合理的控制策略。针对重型升降舞台技术现的主要技

6、术指标如下：要求，作者完成了泵控液压系统的设计，借助MAT—(1)舞台直径为9In，高7．5m，总负载质量LAB下的SIMULINK工具包进行仿真建模，对泵控液450t，升降距离为61TI，在2min内完成升降。压缸液压系统的动态特性进行研究，得出较合理的控(2)由6个油缸实现舞台的升降，两缸间距为制参数，使系统的控制性能得到改善。1．2m。1控制系统物理模型及工作原理(3)升降过程中6个液压缸的同步误差≤20mm。位移传感器l位移传感器2常规同步控制是由伺服阀或比例阀等构成闭环系H}—●H统实现，阀控方式响应性能较好、结构简单、控

7、制精度高，但是其存在效率低、发热量大的缺点。该系统Il_●’——2JI卜___]_1nl总计功率在350kW左右，采用阀控系统将会有近_一r_1r-1150kW的功率用于发热消耗掉，不但浪费大量能源L’广．-J而且还需要加功率很大的制冷机，使得能量消耗进一f川l×⋯IX步加大，而且将使系统变得比较复杂。泵控缸系统的p，J口。⋯LuP。—_优点是电动机拖动变量泵所消耗的功率能较好地和负’『Lk，D]；}t，载所要求的功率相匹配，系统功率损失小、效率高，、珂I／—大器H计算朝e广泛用于大功率重载设备中，泵控机构基本上可视作为线性元件，因

8、而在常值负载或负载变化量很小的工况下，泵控同步系统也能保证较高的同步精度，但是图1液压系统原理图收稿日期：2009—10—26作者简介：王野牧(1965～)，男。硕士，副教授，主要从事液压、机电方面的研究。通信作者：张旭明，Cain"