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传统工程机械液压回转系统位置控制一般采用驾驶员在环的控制方式,靠驾驶员的观测实现定位,由于驾驶员反应较慢,会影响生产效率和作业的一致性,难以满足对回转定位精度要求较高的工程作业。针对这一问题,在进出口独立控制液压回转系统的基础上,提出采用速度位置复合闭环控制方法,加入速度前馈用于减小跟踪误差,同时加入压差反馈和速度反馈用于减小压力和速度波动,改善系统运行平稳性。首先建立了液压挖掘机回转系统多体动力学机电液联合仿真模型,对所提控制策略的有效性进行了验证;并以液压挖掘机为研究对象,构建了进出口独立控制回转试验测试系统,对所提出的控制方法进行了试验分析。仿真和试验结果表明,对于不同的期望速度和期望位置,无论回转系统正向还是反向运行,都可以获得较高的定位精度,定位误差在0.5°~1.5°之间,而且与开环控制相比,系统运行压力和速度波动明显减小,最大波动压力减小了41.6%,运行平稳性提高。 相似文献
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为进一步提升山地拖拉机的工作效率及作业过程中转向系统的运转平稳性与准确性,采用电机控制技术,针对山地拖拉机的电控液压转向系统进行设计分析。基于转向控制的内部形成机理,建立了电控液压转向控制系统数学模型,对转向系统的核心部件进行参数选取,实现机身转向平稳机构设计。利用SolidWorks构建电控液压转向系统的物理模型,并结合3Dmax提供山地作业场景,从转向系统转矩控制与拖拉机行进速度变化角度进行转向仿真试验。试验结果表明:选取转向角度与转向平稳性作为评价分析参数,在角度范围-25°～25°之间变化时,每次变化角度误差在-0. 64°～+0. 94°的范围内,满足设计要求;转向试验过程中机身的转向平稳性控制在79. 8%以上,大于75%的设计指标,说明仿真试验可行。 相似文献
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针对拖拉机在运输重型悬挂设备时,压力冲击剧烈、拖拉机会产生较大的俯仰运动等问题,提出了在位置控制系统中加入动压反馈校正环节,增加系统阻尼比,来抑制系统压力波动。该动压反馈校正环节利用压力传感器输出信号,经过控制器微分校正后给系统输入,能够在不影响系统动态刚度的前提下,增加系统阻尼比。首先,通过建立拖拉机电液悬挂的运动学模型,分析研究了各杆件间的转角传动比,并建立了拖拉机悬挂系统的动力学模型,利用Matlab编写程序求解液压缸的负载力,建立了液压系统模型,分析了加入动压反馈校正环节后的液压系统阻尼比变化情况,给出了动压反馈参数的确认方法。其次,应用Matlab/Simulink对所建立的模型进行仿真分析,仿真结果表明：在液压系统提升过程中压力变化较大,最大压力达到5.8MPa,校正后的电液悬挂系统压力波动较小,最大压力仅4.0MPa,在液压系统受到干扰力冲击时,原液压系统压力波动范围为2.7MPa,而采用动压反馈校正后的位置控制压力波动范围为1.1MPa,验证了该校正方法能够有效地提高系统阻尼比,抑制压力波动。最后,搭建试验平台进行试验验证,试验结果表明：拖拉机电液悬挂提升过程中未校正系统的提升最大压力为4.6MPa,且压力振荡下降,而校正后的系统最大压力仅3.8MPa,压力较为平缓。冲击干扰试验中原系统的最大压力达到6.5MPa,压力波动范围为6.0MPa,而校正后的系统最大压力仅为4.6MPa,压力波动范围为4.2MPa,相对于原系统锁止工况,压力波动范围降低了30%。本文提出的拖拉机电液悬挂动压反馈校正方法,可以很好地抑制拖拉机电液悬挂液压缸压力波动,从而达到保护农机具,降低俯仰运动,提高驾驶员舒适性的目的。 相似文献
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液压变压器控制挖掘机动臂油缸动态分析 总被引：1，自引：0，他引：1
采用液压摆动马达直接控制配流盘旋转的斜盘柱塞式新型液压变压器构造了挖掘机动臂液压系统.针对挖掘机的液压油缸在实际工况中要承受2个方向的负载且负载变化频繁剧烈的问题,将动臂油缸无杆腔与压力共轨高压端相连通,建立了所提出系统的数学模型,并将试验中采集到的挖掘机实际工作过程中动臂油缸的负载数据作为模型的输入;在分析了液压变压器控制角的合理工作范围并提出增加压力反馈回路的控制策略后,对系统的速度响应进行了分析.结果表明提出的动臂系统可以较好地跟踪速度目标信号,在变负载情况下鲁棒性强,从而可以满足工程实际需要. 相似文献
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基于推杆电动机的拖拉机液压悬挂控制系统 总被引：1，自引：0，他引：1
设计的拖拉机液压悬挂自动控制系统包括推杆电动机、传动机构和控制单元ECU等。控制单元ECU实时接收上位机决策控制指令,控制推杆电动机驱动拖拉机液压悬挂的提升器,调整作业机具至适宜的位置。设计了双阈值斜坡启动和反馈PI算法相结合的PWM电动机控制方法,启动阶段以前馈斜坡输入控制为主,使推杆电动机可以平稳且快速地启动;主体运行阶段以PI反馈控制为主,以提高控制速度和精度。采用C语言实现整个控制系统编程,包括电动机反馈信号的AD转换采集、电动机的PID控制、上下位机的CAN通讯以及串口通讯等内容。试验测试结果表明,前馈斜坡启动方式可以较好地避免电动机启动时的瞬间冲击电流;当死区阈值设置为10(AD)时,最大误差范围为±11(AD),体现在推杆电动机上的行程误差为±0.26 mm,满足拖拉机液压悬挂系统的自动操纵控制要求。 相似文献
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为了解决大惯量回转系统频繁启动和制动作业导致节流损失大和制动动能浪费严重的问题，提出一种电气和液压混合驱动大惯量回转系统。系统采用永磁同步电机作为主动力源，控制回转系统运动；由蓄能器提供动力的液压马达作为辅助动力源，为电机启动加速提供扭矩补偿，蓄能器高效回收制动动能再利用。建立多学科联合仿真系统模型，基于主辅动力源合理供给原则，设计全周期工况识别速度控制策略，搭建电液混合驱动回转试验平台，对回转系统的特性和能效进行分析。研究结果表明，电液混合驱动大惯量回转系统，随着转速和转动惯量的变化，回转制动动能回收效率为40.5%～65.9%。相同工况下，与纯电机驱动系统相比，电液混合驱动系统启动加速时间减小1.2 s,制动动能回收效率为63.5%,降低系统能耗40.8%,使回转系统更加平稳地运行。 相似文献
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针对单泵控差动缸闭式系统需要补油单元及在负载方向频繁变化下运行速度波动的问题,提出了一种以液压蓄能器为低压油箱、单伺服电机驱动双定量泵的变转速双泵控差动缸闭式系统及其控制方法。分析了变转速单泵和双泵控差动缸闭式系统在四象限工况下的运行原理。在Matlab/Simulink中建立了液压挖掘机工作装置机构模型、单泵和双泵控差动缸闭式系统模型、速度开环和速度前馈加闭环的控制系统,并对所构建的双泵控差动缸模型进行了局部试验验证。以斗杆速度和铲斗空载为输入,通过仿真对单泵和双泵控缸闭式系统在挖掘机斗杆液压缸四象限工况下的控制性和效率进行了对比分析。结果表明,所提出的采用速度前馈加闭环控制的双泵控差动缸闭式系统,虽然总效率较单泵控差动缸闭式系统降低了4个百分点,但实现了差动缸流量的平衡,解决了由四象限工况造成的速度波动问题,且最大位移误差仅为4mm,系统及其控制方法对于差动缸的四象限工况运行是切实可行的。 相似文献
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液压系统是挖掘机的主要工作部件,挖掘机的行走、回转、挖掘等主要功能都依靠液压系统提供动力。挖掘机的液压系统一般包括主油路和控制油路两部分,主油路包括液压泵(主泵)、换向阀(分配器或控制阀)、行走马达、液压油缸、回转马达等工作部件;控制油路也称操纵装置,一般是电磁控制先导液压助力式,由发动机带动一先导泵(伺服泵)构成先导油路,通过各种阀来控制主油 相似文献
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考虑电液系统的强非线性特点,提出了一种基于液压无源性理论的非线性鲁棒控制方法。该控制方法利用跟踪误差的滑模与液压无源性理论中的压力误差储能函数构建Lyapunov函数,backstepping逆向递推过程分解为位置跟踪与压力跟踪两个环节,为了化解电液系统中两个控制容腔的压力内动态所造成的冗余自由度难题,提出了基于稳态工作点的期望压力分配策略,从而推导出非线性鲁棒控制律。在样机系统上的实验结果表明,被试电液系统在跟踪0.2~20 mm/s速度范围内指令轨迹时跟踪误差的均方根均在5μm以内,基于液压无源性的非线性鲁棒控制方法实现了良好的跟踪性能与性能鲁棒性。 相似文献
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一台EX200—2型挖掘机在作业中突然出现铲斗油缸不能工作现象,此时其它油缸和马达工作正常。该机是全液压式挖掘机。液压系统主要由主油泵、先导泵、控制阀、液压油缸、回转马达和行走马达组成,并具有主油路和先导油路两个液压回路。油泵通过主油路向液压油缸供油,先导油路用来操纵液压部件。根据故障现象分析可能有以下几种原因: 相似文献
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一、挖掘机在田间正常作业中突然各种动作都变慢该机是全液压式挖掘机 ,液压系统主要由主泵、先导泵、控制阀、液压油缸、回转马达和行走马达组成。并具有主油路和先导油路两个液压回路 ,主油路是通过油泵向各液压油缸、旋转马达和行走马达供油 ,先导油路是先导油泵通过控制手柄来控制主控制阀达到各部位工作。根据故障现象分析 ,可能有以下原因 :因为是所有动作都变慢 ,分析原因可能来自主泵。该机主泵是变量柱塞泵 ,柱塞缸是在活动阀板 2°～ 2 4°角度范围变量 ,通过排量电磁阀、角度传感器、压力传感器在电脑的指令下来完成相应的角度范… 相似文献
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为提高筑埂作业效率与质量,减轻作业劳动强度,解决水田田埂拐角处无法机械筑埂的问题,设计了一种旋耕和镇压部件可180°水平回转的水田双向修筑埂机。阐述了关键部件横向偏移机构与180°水平回转调节机构的结构及工作原理。建立横向偏移机构和180°水平回转调节机构运动模型,通过运动学分析,获得了可满足不同作业条件下偏移要求的运动部件结构参数,得出旋耕和镇压部件回转过程趋于稳定的条件。对水田双向修筑埂机进行田间作业性能试验,试验结果表明:当作业速度分别为1. 5、2. 0、2. 3 km/h时,田埂坚实度平均值随筑埂后间隔时间的增大而增大,田埂坚实度变异系数随筑埂后间隔时间的增大而减小;间隔时间相同时,埂侧坚实度平均值高于埂顶,田埂各测量位置稳定值均不低于1 332 k Pa。前行与倒行两种作业方式所筑田埂均满足水田筑埂农艺要求。 相似文献
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为了克服传统阀控液压系统由于其采用一根阀芯同时控制着进、出口油路,而造成的能耗大、效率低,出现了负载口独立液压系统。在负载口独立液压系统运动控制的研究中,大多采用电液压差补偿方法,此种方法具有计算量大、方法复杂、成本高等缺点,为此,本文分析了机液压差补偿方法的工作原理及其特点,根据机液压差补偿方法的原理,采用5个二位二通比例阀作为主控制阀,选用压力补偿器对进口控制阀两端的压差进行补偿,配以梭阀、换向阀、过载补油阀等辅助元件,设计了基于机液压差补偿的负载口独立控制阀,以及挖掘机工作机构负载口独立液压系统,并搭建了实物试验平台,从而为后续负载口独立液压系统的控制特性研究提供了良好的试验基础。 相似文献
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为提高移栽机的仿形精度,对其自适应仿形系统进行了设计。使用水平倾角传感器和位移传感器分别测定水平姿态和离地间隙,以电动推杆作为执行元件实现自适应仿形。为验证自适应仿形系统作业效果,设计了液压试验台并对液压系统进行了仿真,结果表明:压力补偿系统确保了液压缸的速度稳定可控。对自适应仿形系统进行了试验,结果表明:水平倾角正向最大值和负向最大值分别为1.40°和-0.86°,水平倾角误差绝对平均值为0.54°,垂向位移误差最大值为7.85mm,垂向位移误差绝对平均值为4.91mm,满足自适应仿形系统的使用要求。 相似文献
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遥操作工程机器人p-f力反馈控制方法 总被引：1，自引：0，他引：1
结合液压主、从遥操作工程机器人的特殊性,在分析已有控制方法的基础上,应用阀控液压马达和力传感器构成新型液压力伺服控制器,形成p-f结构主动力反馈双向伺服控制系统.代替以位置误差、位置误差的变化率或其组合形成的p-p型被动力反馈控制结构,在工程机器人双向伺服控制系统中应用主动力反馈结构.在空载和弹簧负载情况下,分别进行了力、位置跟随性能实验,实验结果表明.p-f型力反馈控制方法既能保证从手对主手的位置跟随精度,又能使主手准确连续地跟随从手受力情况,改进了遥操作工程机器人力反馈的性能.提高了力反馈透明度. 相似文献
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丘陵山区果园作业平台的设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
为解决目前丘陵山区修剪果树和采摘果实主要靠爬树、登梯容易造成失稳及现有机械不能自动调平的问题,设计了丘陵山区果园作业平台。经计算和分析,确定该机配套动力为13.2k W小四轮拖拉机,采用静液压三角形调平机构和180°回转结构,可实现工作平台的自动调平和回转。对升降平台进行性能检测,结果表明:其工作性能稳定,最大承载质量150kg,最大提升高度1.5m,回转转速0.1r/min,升降速度0.1m/s,水平面、10°和2 0°坡面上调平误差均在0°~3°范围内,满足设计要求。 相似文献
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负载口独立控制挖掘机系统是一个包含许多未知参数的机液耦合系统。为了准确建立参数化模型,需要精确地辨识各元件参数,并包含机械系统与液压系统的耦合联接。为此首先建立各系统的数学模型,通过试验测试获得各个关键参数。采用基于试验测试结果的NLPQL多目标优化方法寻优难以估计特性参数的最优值,提高参数辨识的速度和精度。基于辨识参数的数学模型,建立参数化的机液耦合仿真模型。相比于现有研究中的联合仿真模型,该模型在同一参数化平台下运行,计算时间短,并且易于根据不同工况修改机械系统参数,仿真效率更高。最后将2 t小型挖掘机的试验结果与仿真进行对比,结果证明该仿真模型具有较高的计算精度,可为负载口独立技术在移动液压中的控制策略研究提供参考。 相似文献