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电控液动执行机构的液压控制理论研究张林煤炭科学研究总院唐山分院河北省唐山市063012定性精度和响应特性的影响。 1概述对大多数液压控制系统来说，液压动力机构的动特性在很大程度上决定着整个系统的性能。动力机构按控制元件和执行机构的不同组合可分为种基本类型阀控马达阀控液压缸泵控马达泵控液压缸。由煤炭科学研究总院唐山分院自行研制开发的02系列电控液动执行机构，是种用于各种阀门开闭及调节的自动执行机构，采用了泵控液压缸机构。本文对该产品的泵控液压缸的控制理论进行分析。 泵控液压缸的控制理论分析2.1基本方程上式经拉普拉斯变换后，可得负载的总质量，kg；5为活塞和负载的粘性阻尼系数，N，Sm；为负载的弹簧刚度，Nm；F为作用在活塞上的任意外负载力，假定，泵及液压缸的内外泄漏均为层流流动；连接管道较短，管道内的压力损失流体质量效应和管道动态忽略不计；两根管道完全相同，泵液压缸和管道组成的两个腔室的总容积相等，每个腔室内油液的温度和体积弹性模数为常数，压力均匀相等；液压缸和负载之间连接构件的刚度很大，忽略结构柔度的影响。贝1 1对高压腔应用连续性方程nvDv爪3以山尸为进油腔压力即负载压力，心乃为回油腔压力，3；为活塞有效面积，12；为活塞位移，1；为液压缸进油腔容积，13；凡为有效体积弹性模数包括液体混入油中的空气以及工作腔体的机械柔度，Nm2Pa；Clp为泵的内泄漏系数，5叩为泵的外泄漏系数，13，3为油缸的内泄漏系数，3，3；06.为油缸的外泄漏系上式经拉普拉斯变换后，可得2.2泵控液压缸的方块及传递函数通常，考虑回油压力尸2为常数的情况，在线性化分析中包含尸2的项可以略去。另外，假设总的泄漏系数6=，+，则式12可简化为由式3或4可列出泵控液压缸的方块，爷，般情况下，负载弹簧刚度为零=0，而阻尼系数0比决大得多，即价0义远小于则式5可简化为4令为动力机构阻尼比，=由式6可得出如下两个传递函数。以泵的排量作为输入的传递函数为动力机构的动态柔度为泵控液压缸的传递函数7由积分环节振荡环节和放大环节组成，其博德2.由性形状的改变。你的变化使幅频特性上下移动并使穿越频率改变，但相频特性不变。可增益的变化对系统稳定性和精度都有着直接的影响。 2.3主要性能参数分析由式7的传递函数可，决定动力机构特性的主要性能参数有增益固有频率阻尼比等。下面逐进行分析1增益阶，应用于电控液动执行机构的泵控液压缸系统，其电机转速液压缸活塞面积相对而言是个固定的常数，在设计过程中，这两个参数的选取受其他因素的影响，系统确定之后，增益是个相对恒定的量……固有频率固有频率是由负载质量和液压弹簧相互作用而造成的，其大小决定了系统的响应速度，叫越大，响应速度越快，因此，应采取措施提高系统的固有频率。影响叫的主要因素有①液体的有效体积弹性模数石叫与几成正比。影响万6的因素很多，其中混入油中的空气影响较大，它会使几大大降低，般而言，纯油的万e为1 380MPa，而混入10的空气的油万e约为690MPa油的压力为4MPa时。可，采取各种措施减少空气的混入是非常必要的。工作腔容积和液压缸工作面积1.与71成反比，与4成正比，那么，增大活塞面积可提高叫值，但同时6也增大了，而且，活塞面积的增大，还导致整体重量增加流量变大等缺点。因此，设计时应综合考虑。应注意的是，在保证液压缸的有效行程的条件下尽量缩小无效容积，是非常有利的。 价外，其余参数已由别的因素确定了，所以，值主要决定于0和值。总的泄漏系数，是泵的内外泄漏系数和液压缸的内外泄漏系数之和，设计完成之后，该系数基本是恒定的。由于泄漏的增加般是不允许的，故该值般较小。同时，液压缸的粘性阻尼系数价也不能很大，价值较大会导致高速运转时油缸产生相当大的热量，因而使所需功率增加。可，泵控液压缸的阻尼比基本上是较小且恒定的。这使系统较易产生振荡而影响整个控制系统性能，往往需要牺牲部分功率来设置旁路泄流通道和粘性阻尼器来提高系统的响应特性。 3结论与其他动力机构相比，泵控液压缸的液压固有频率较低，阻尼比较小但较恒定，增益值也较恒定，因此，泵控液压缸是较线性的元件，不易受工作点变化的影响，容易实现控制。但是，其动态刚度特性和总的响应特性不如阀控系统好，这就决定了泵控液压缸只能应用于精度和快速性要求不高的场合。 和其他动力机构样，泵控液压缸的各参数的选取应考虑各种因素的制约，并考虑该机构所应用的具体工况，在设计过程中，应针对实际工况的负载速度等要求，确定整个系统控制特性。 下得出的。系统设计完后，根据实际机构的参数运用实验的方法确定各项性能，并依据实验来修正机构的设计收稿日期2，314责任编辑赵宏馨
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