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《全液压钻机节能模糊控制系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷第8期煤 矿 机 械Vol128No182007年 8月CoalMineMachineryAug.2007全液压钻机节能模糊控制系统研究11,2王庆安,常 绿(1.淮阴工学院,江苏淮安223001;2.吉林大学机械科学与工程学院,长春130022)摘要:针对柴油机驱动液压钻机在工作过程中存在的大量能量损失的问题,将发动机、变量泵及负载作为一个动态系统来研究其节能问题,分析了该系统各环节的匹配原理和方法。提出了一种新的电子节能控制方案,该方案利用模糊控制原理,绕过对钻机复杂系统的建模问题,根据外负载的变化动态调整泵的流量,达到节能的目的,并利用MATLAB进行
2、仿真分析。关键词:柴油机;变量泵;液压钻机;节能;模糊控制中图分类号:TD412 文献标志码:A 文章编号:100320794(2007)0820137203Energy-savingFuzzyControlSystemofHydraulicDrillingMachine11,2WANGQing-an,CHANGLv(1.HuaiyinCollegeofTechnology,Huai’an223001,China;2.CollegeofMechanicalScienceandEngineering,JilinUniversity,Changchun130022,Ch
3、ina)Abstract:Thereareagreatdealenergylosingwhenhydraulicdrillingmachineworking.Dieselengine,vari2abledisplacementpumpandloadmakeofanenergyconsumingsystem.Howtomatchthemandhowtosaveenergyarediscussed.Putforwardasavingenergyprojectbyelectroniccontrolandusingfuzzycontrol.Themodelofbothbet
4、weenloadandvariablepumpforhydraulicdrillingmachineispresented.Inthismodel,vari2ablepumpworkingisbasedonchangeofload,andhowtosaveenergyiscarriedoutbyusingMatlab.Anex2ampleisgivenalso.Keywords:dieselengine;variabledisplacementpump;hydraulicdrillingmachine;energysaving;fuzzycon2trol1功率匹配原
5、理Pp(t)=Pe(1)1.1 发动机工作特性由于发动机和变量泵转速相等,则由式(1)可得如图1所示,曲线ABCD是发动机在某一挡位Mp(t)=Me(2)工作时的工作特性曲线,当外负载变化时,发动机输即液压泵的吸收扭矩Mp(t)等于发动机最佳工出扭矩发生变化,其工作点在调速特性段上波动,转作点处对应的输出扭矩Me。又因为速也相应地改变,如B点、C点和D点,B点输出功Mp(t)=Pp(t)qp(t)(3)率最大,当发动机油门改变到不同的挡位工作时,其式(3)中液压泵的出口处压力Pp(t)取决于外调速特性也会移动,如曲线1到曲线2。除此之外,部负载,当负载变化时,引起P
6、p(t)和Mp(t)的变发动机还有一条最佳比油耗线ge线,当发动机工作化。由图1可知,工作点在调速特性段上波动,使得在最佳比油耗线上时(如图中的C点),发动机最能工作点偏离最佳工作点,从而液压泵与发动机不匹够节省燃油。配。但是通过调节液压泵的排量qp(t)而改变当发动机工作在最大功率点时(如B点),生Mp(t),使泵的吸收扭矩Mp(t)始终跟踪发动机的产效率最高,此时称之为效率模式G。当发动机工输出扭矩Me,就可实现发动机与泵的功率匹配。作点在最佳比油耗线上时,最能节省燃油,称作节能模式J。1.2 发动机与变量泵的匹配原则泵与发动机的匹配原则就是要保持发动机的实际工
7、作点在这2个工作点附近。假设选择发动机的最佳工作点的输出功率为Pe,液压泵的吸收功率为Pp(t),且发动机与变量泵直接相连,当不考虑机械传动效率时,液压泵与发动机的匹配方案应为图1 发动机工作特性曲线图—137—Vol128No18 全液压钻机节能模糊控制系统研究———王庆安,等 第28卷第8期 2 全液压钻机节能控制系统中的模糊控制策略图3、图4、图5所示。模糊控制系统是以模糊语言表示和模糊推理为理论基础的自动控制系统。为提高控制精度,常将测量装置的观测值反馈到系统输入端,构成具有反馈通道的闭环结构形式。一个典型的模糊逻辑控制由模糊转换器、模糊
