10.4 变转速非对称泵控单出杆液压缸系统

泵控液压缸技术泵控液压缸技术非对称泵控单出杆液压缸系统1010.4变转速非对称泵控单出杆液压缸系统4.1系统控制原理第4节非对称泵控单出杆液压缸系统控制原理框图变转速非对称泵控单出杆液压缸系统4.2系统测试原理及方法第4节非对称泵控单出杆液压缸系统测试回路原理变转速非对称泵控单出杆液压缸系统1—变转速电动机2—非对称轴向柱塞泵3,16,17—压力传感器4—蓄能器5,13,14—压力表6,7—单向阀8—补油泵9—定转速电动机10—过滤器11,12,15—溢流阀18—单出杆液压缸19—速度传感器20—位置传感器4.2系统测试原理及方法变转速非对称泵直驱单出杆液压缸系统第4节非对称泵控单出杆液压缸系统测试平台4.3系统特性第4节1、速度特性设定电动机转速分别为

400rpm、

800rpm、

1200rpm、

1600rpm，获得液压缸活塞杆伸出、缩回过程的特性曲线。如图所示为液压缸活塞杆伸出特性曲线。由图可知，电动机的转速稳定性较好,液压缸的动态特性和稳定性稍差。

液压缸活塞杆伸出过程，速度超调量为13.5%，响应时间为50ms，调节时间为80ms，受电动机转速脉动影响,稳态时出现小幅度振荡。液压缸活塞杆伸出特性曲线变转速非对称泵控单出杆液压缸系统4.3系统特性第4节1、速度特性如图所示为液压缸活塞杆缩回特性曲线。由图可知，单出杆液压缸活塞杆缩回时,速度超调量达17.8%,响应时间为38ms,调节时间为48ms，液压缸活塞杆伸出缩回过程速度的对称性较好。由上述两组速度特性测试曲线可知，变转速泵控单出杆液压缸系统，液压缸活塞杆的运行速度由电动机的转速决定,随着活塞杆运行速度的增加，系统的动态响应时间基本不变。液压缸活塞杆缩回特性曲线变转速非对称泵控单出杆液压缸系统4.3系统特性第4节2、位置特性测试中，分别设定液压缸的位移为100、200和300mm，获得位移特性曲线如图所示。由图中曲线可知，液压缸活塞杆的速度几乎无延迟地跟随非对称泵的转速变化，在响应的瞬间，非对称泵的转速达到了最大值1500r/min。

随着位置设定值的增大，出现了最大速度恒速过程。变转速非对称泵控单出杆液压缸系统变转速非对称泵控单出杆液压缸位移特性曲线第4节前馈补偿非对称泵直驱单出杆液压缸位置闭环特性曲线2、位置特性为了改善单出杆液压缸的运动特性，降低系统损耗，在闭环的基础上引入速度、加速度前馈控制，使单出杆液压缸的运动按照预定函数v=f(t)进行控制，使单出杆液压缸的速度、位置达到期望的运动轨迹，获得的前馈补偿非对称泵控单出杆液压缸位置闭环特性曲线。变转速非对称泵控单出杆液压缸系统4.3系统特性第4节不同位移给定下的速度曲线2、位置特性为了改善单出杆液压缸活塞杆速度特性,并且期望加速和减速时的速度对称，对电动机的角加速度、最高转速、活塞杆的角加速度进行设置，获得不同位移条件下的单出杆液压缸活塞杆速度曲线如图所示。变转速非对称泵控单出杆液压缸系统4.3系统特性引入前馈补偿后必须在比例环节加阿以限幅，不断调节PID参数，使系统运行在最佳状态。引入速度、加速度前馈补偿，单出杆液压缸活塞杆的速度按照预定的速度和加速度曲线运动，改善了速度跟踪性能。由曲线可知，单出杆液压缸的动态性能显著提升，活塞杆伸出和缩回速度基本对称。3、跟随特性为了变转速非对称泵控单出杆缸系统的跟随特性，分别测试了幅值50mm，频率1HZ，幅值100mm，频率0.5HZ液压缸的位移、转速和压力特性曲线

。测试结果表明，液压缸能够跟踪频率较低的连续变化信号，但在相位上略有滞后，电动机的转速和液压缸两腔压力变化在相位基本一致，电动机的转速与液压缸运行速度基本相当；随着频率的增高，液压缸位移输出的幅值也相应的衰减。

第4节不同给定