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二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中液壓蓄能器的研究

二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中液壓蓄能器的研究

《機床與液壓》20061

No12

?109?

二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中液壓蓄能器的研究

丁強,裘麗華

(北京航空航天大學(xué)自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院,北京100083)

摘要:建立了二次調(diào)節(jié)環(huán)境下液壓蓄能器的數(shù)學(xué)模型,通過理論分析和仿真研究了蓄能器對二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力脈動的影響以及蓄能器的匹配方法。提出了在恒壓系統(tǒng)中針對不同子系統(tǒng)采用相應(yīng)規(guī)格的蓄能器,并通過在高低壓端口分別放置蓄能器的方法來降低系統(tǒng)壓力脈動對精確加載的影響。

關(guān)鍵詞:二次調(diào)節(jié);氣囊式液壓蓄能器;加載中圖分類號:TP271131　　文獻標識碼:A　　文章編號:1001-3881(2006)2-109-2

ResearchofHydraulicAccumulatorinSecondaryRegulatedLoadingSystem

DINGQiang,QIULihua

(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering,BeihangUniversity,Beijing100083,China)

Abstract:Themathematicalmodelofsecondaryregulatedloadingsystemwithaccumulatorwasestablished1Theinfluenceofac2cumulationonpressurepulsationofconstantpressureinthesecondaryregulatedloadingsystemwasinvestigatedthroughtheoreticalandsimulatedanalysis1Thematchingmethodofaccumulatorwasobtained1Thesuggestionwaspresentedtocorrespondingaccumula2torsbasedonthedifferentsubsystemsintheconstantpressuresystem1Theinfluenceofpressurepulsatitheprecisionloadingwasreducedbysetupaccumulatoratthehighandlowports1

Keywords:Secondaryregulation;Ballonethydraulicaccumulator;0　引言

件工作于恒壓網(wǎng)絡(luò)中,靜液驅(qū)動技術(shù)。:油源()、轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。油源向系統(tǒng)提供恒定的工作壓力油源,轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)可以向被加載對象提供各種波形的設(shè)定轉(zhuǎn)矩。二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)中,恒壓網(wǎng)絡(luò)的效果和加載精度與液壓蓄能器吸收壓力脈動的程度有關(guān)。建立蓄能器系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型有利于進一步研究二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性在液壓蓄能器足備或不足備的情況下的不同反映。由以上分析可知,系統(tǒng)壓力恒定對二次元件通道上的變量泵馬達和控制變量泵馬達的閥控缸的穩(wěn)

定性都有影響。

()在二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型的建立過程中可以發(fā)現(xiàn)多數(shù)

[2]

是在忽略油源壓力波動的前提下進行的。選配時蓄能器的動態(tài)響應(yīng)速度應(yīng)高于恒壓變量泵的壓力波動速度,這樣才能很好地吸收壓力脈動,保持恒壓網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定輸出,從而提高二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制精度。氣囊型液壓蓄能器具有氣腔與油腔之間密封可靠,二者之間無泄漏;膠囊慣性小,響應(yīng)速度快;結(jié)構(gòu)緊湊;容易維護等優(yōu)點,在二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。1　建立系統(tǒng)傳遞函數(shù)111　氣囊式液壓蓄能器數(shù)學(xué)模型

2

ξpsnpa2a

(2+(1)Ga==s+1)

qaVa0sωaωa

2

式中:ωa=b/ma為蓄能器固有頻率;Kb=npa0Aa/

Va0為蓄能器氣體彈簧剛度;ξa=Ba/2Kbma為阻尼器

系數(shù),無量綱;Ga為蓄能器等效阻抗。112　伺服閥動態(tài)方程

假定滑閥的4個節(jié)流窗口是匹配且對稱的,在工

[1]

作點附近的動態(tài)方程為

qL=KqXv-KcpL+Kspvi+Kopvoqvi=KqsXv-KcspL+Ksspvi+Kospvo

(2)(3)

圖1　二次調(diào)節(jié)加載控制系統(tǒng)原理圖

蓄能器在二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的主要作用如下:

(1)在能源不足時提供瞬時補充流量。當負載超過恒壓變量泵額定功率時,額外的能量就由蓄能器

式中:Kq=9qL/9Xv,Kc=9qL/9pL,Kcs=9qs/9pL,Kqs=9qs/9Xv,Ks=Kc,Ko=-Kcs,Kss=Kc,Kos=-Kc,qvi=qvo。113　控制油缸流量連續(xù)性方程

qL=AsY+(Ctc+

Vt

s)pL

4Ey

(4)

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