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  • 關于泵閥協調控制的分析

    • 分類:公司新聞
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    • 發布時間:2017-10-20
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    【概要描述】1方案原理?  泵閥協調控制的EHA方案原理。此方案采用直流調速電機帶動定量泵,由伺服閥換向,回避了電機換向或泵換向的非靈敏區及大慣量,提高了系統的響應;用電機調速改變流量的方式與斜盤調節方式相比,降低了結構復雜性,斜盤調節機構轉化成功率調節器既降低了結構質量又減少了斜盤調節機構自身的功率損耗。工作過程中,根據負載特性的不同,調節泵的流量和閥前壓力以及泵,閥的工作過程,使作動系統既滿足動態性能的需

    關于泵閥協調控制的分析

    【概要描述】1方案原理?  泵閥協調控制的EHA方案原理。此方案采用直流調速電機帶動定量泵,由伺服閥換向,回避了電機換向或泵換向的非靈敏區及大慣量,提高了系統的響應;用電機調速改變流量的方式與斜盤調節方式相比,降低了結構復雜性,斜盤調節機構轉化成功率調節器既降低了結構質量又減少了斜盤調節機構自身的功率損耗。工作過程中,根據負載特性的不同,調節泵的流量和閥前壓力以及泵,閥的工作過程,使作動系統既滿足動態性能的需

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    詳情
      1、方案原理
     
      泵閥協調控制的EHA方案原理。此方案采用直流調速電機帶動定量泵,由伺服閥換向,回避了電機換向或泵換向的非靈敏區及大慣量,提高了系統的響應;用電機調速改變流量的方式與斜盤調節方式相比,降低了結構復雜性,斜盤調節機構轉化成功率調節器既降低了結構質量又減少了斜盤調節機構自身的功率損耗。工作過程中,根據負載特性的不同,調節泵的流量和閥前壓力以及泵,閥的工作過程,使作動系統既滿足動態性能的需要,又能提高系統效率,降低發熱。
     
      2、前饋控制設計
     
      泵閥協調控制EHA閥前壓力的維持主要是由電機帶動定量泵提供流量和蓄能器釋放或吸收流量的共同作用來實現,即系統的壓力環服務于位置環。但由于泵閥協調控制EHA位置環是閥控缸環節,伺服閥的頻寬遠高于電機頻寬,因此獨立的壓力環控制很難有效滿足工作壓力在設計值附近小幅波動的要求。若將位置環的誤差引入壓力環,則可使電機先于壓力環壓力改變而提前運行,從而提高壓力環的響應速度。
     
      3、模糊免疫控制器設計
     
      免疫系統是生物尤其是脊椎動物和人類所必備的防御機理。它能保護機體抗御病原體,有害異物及癌細胞等致病因子的侵害,淋巴細胞是免疫系統中最重要的細胞,主要有B細胞和T細胞2類。當抗原進入機體,被加工處理后遞呈給相應的T細胞,即傳遞給TH細胞和TS細胞,然后共同刺激B細胞,B細胞通過表面感受器接受刺激,經過一段時間后產生抗體以清除抗原。而抗原減少,體內TS細胞增多,抑制了TH細胞的產生,則B細胞也隨著減少。若干時間之后,免疫反饋系統便趨于平衡。TH細胞和TS細胞的調節過程可以分別看成是正反饋和負反饋的免疫調節過程,這些過程是一種高度進化的生物調節過程,能識別和清除像抗原和微生物細胞這樣的外部物質,使免疫系統具有學習,記憶和模式識別能力。
     
      4、模型建立及仿真
     
      AMESim是基于圖形化的仿真軟件,主要用于工程系統的建模,仿真和動態性能分析,該軟件在建立液壓系統數字模型的過程中充分考慮到液壓油的物理特性和液壓元件的非線性特性,具有強大的后處理功能,但其對控制算法的建模處理上功能較差,不過,由于AMESim軟件具備了控制軟件Simulink的接口功能,通過它可以將復雜的控制算法添加到液壓系統的模型中,然后進行機電液一體化聯合仿真。
     
      因此,采用MATLAB軟件進行控制算法的處理,采用AMESim軟件進行泵閥協調控制EHA的建模。
     
      為了更好地反應FFIM算法控制器對泵閥協調控制EHA壓力環節復雜特性的控制能力,假設某飛行器高負載工況下,泵閥協調控制EHA跟隨的典型位移測試信號。飛采用常規PID控制器跟隨測試信號的閥前壓力曲線如圖7所示。由圖7可以看出,在跟隨階躍信號時,最低壓力值降低到15MPa,在高頻小幅值信號階段,最低壓力值約為15.8MPa,在低頻大幅值信號階段,壓力最低值約為15.4MPa.將位置環誤差信號作為前饋信號引入壓力環后,而進一步加入模糊免疫控制算法(FFIM)后,系統的壓力環閥前壓力變化曲線。
     
      前饋信號的引入,使得閥前最低壓力值約為15.1MPa,而由于電機動作較早,使得閥前壓力高于設計壓力值,且波動大,造成了系統的效率降低。采用前饋模糊免疫控制算法后,系統壓力環的最低壓力約為15.1MPa,與采用前饋PID控制算法的最低壓力值基本相同,而在跟隨其它信號后,壓力環最低壓力約為15.7MPa,最高壓力約為16.2MPa,壓力基本在設計值16MPa附近波動,控制性能較好。
     
      5、結論
     
      針對泵閥協調控制EHA的閥控環節響應高于壓力環節的特殊性,提出將閥控環節的位置偏差作為前饋信號引入壓力環,同時對前饋信號引入所帶來的壓力值升高和波動問題,選取了具有在線整定參數和優化能力的前饋模糊免疫控制(FFIM)算法。
     
      仿真結果表明,FFIM控制器與常規PID及引入前饋的PID控制器相比,不僅系統的最低工作壓力值增大,而且壓力環響應的快速性得到提高,壓力值的波動較小,閥前壓力基本維持在設計點附近,增強了控制器對壓力環復雜特性的控制能力,實現了泵閥協調控制EHA性能與效率兼顧的目的。

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