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液压提升机械控制结构特点同液压阀泵串联伺服控制

发布时间:2023-09-28  发布者:鼎恒液压机械

 {一}、液压系统控制结构特点

现有提升设备系列产品为全液压传动与控制结构,其液压系统的组成、工作原理基本相同,其中核心部分是液压驱动系统。
液压驱动系统是大功率时变负载与黏度的液压系统。变量泵控制定量马达的液压回路具有结构简单、工作效率恒转矩输出等特点,这类变量系统输出的流量能跟随输入信号—减压式比例阀阀芯位移作连续比例变化。在液压提升设备工作过程中,司机操作减压式比例控制阀,向变量控制系统的比例液压缸输入一逐渐变化的压力油,比例液压缸位移控制伺服阀阀芯位移,伺服阀又通过差动液压缸控制摆动缸体改变变量泵的斜盘倾角,使输入液压马达的液压油流量逐渐变化,从而控制液压马达的旋转速度,实现提升容器的加速起动与减速运行,在恒速升降与低速爬行阶段,司机保持操作手柄不动,从而完成一个提升循环。
液压驱动系统为变量液压泵直接反馈排量调节变量控制结构,和开环加简单的手动操作比例式减压阀控制方式,该控制方式中液压泵输出流量容易受负载的影响而不稳定,液压泵的容积效率随系统工作压力的高低及液压油黏度的变化而变化,使液压泵的输出流量受负载及油温的影响,由于液压油的可压缩性、管道的弹性、液压元件的泄漏等因素的影响,加之系统又没有设置马达输出速度检测与反馈控制回路,系统不能自动清理负载变化等多种因素引起的液压马达输出速度误差,因此现有液压驱动系统的速度控制精度较低,影响到了液压顶升设备的性,不能达到现代液压提升设备的控制和乘坐舒适性等性能要求。
因此,液压驱动系统控制方案实现液压提升设备的计算机控制以改变其综合性能显得迫切,提高系统的速度刚性、缩短负载扰动调节时间、保持系统工作效率的大功率、大惯量负载泵控马达伺服系统的控制方案来提升液压提升设备性能。
{二}、液压提升阀泵串联伺服控制系统
典型的泵控制马达速度伺服控制系统是一个阀控缸位置伺服系统和泵控马达系统串联而成的系统。液压提升装置伺服阀控制液压缸的活塞位移,推动变量泵的斜盘以调整倾角,使泵的输出流量变化,从而改变马达的转速。当系统外负载变化时,系统压力随之变化,泵和马达的泄漏量也随之变化,这时液压马达的输出转速必然改变,为了达到稳速的目的,采用的控制措施来弥补液压马达速度的变化,如数字式PID调节器。此时,通过测速装置测出的马达转速变化量,通过比例环节使控制信号形成误差信号,并通过控制器后输入伺服阀,使变量泵的流量增大,以达到补偿泄漏,稳速的目的。
该系统具有较好的性、稳定性和抗干扰能力,若能合理设计控制器,系统的性能将获得进一步改变。这类系统除泵和马达外,没有其他泄漏,因为泄漏所占的比例相当小,且系统压力又随负载而变,即系统压力与外负载相匹配,因而系统效率很高,适于大功率场合,同时不用考虑伺服系统本身要单独使用油源的问题。这是一阀控系统,其效率很低,较大不超过38.5%,但消耗的功率并不大。
液压顶升设备阀泵并联伺服控制系统的响应并不理想,与阀控马达相比,在其他条件相同时,泵控的频率要减小1/√2愿因而频响较低,对这种系统,过去在分析系统响应特性时认为:由于伺服阀的频率很高,所以系统的响应特性主要取决于马达的频率特性,但实际测量得的频宽总是低于理论计算值,这主要原因是因为变量泵斜盘的负载效应的影响结果。泵和马达的阻尼系数一般较小,有时需要牺牲一部分功率,有意设置旁路泄漏,形成泄油式阀泵并联伺服控制系统可提高阻尼系数和系统稳定性。
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