● 摘要
液压系统具有功率密度高、可靠性好的特点,因而被广泛应用于飞机、船舶和工程机械等领域。然而随着液压系统的发展,液压管路流体脉动已经成为液压系统稳定性与可靠性不可忽略的问题。产生液压管路流体脉动的因素很多,主要有泵源脉动、阀的开度变化以及负载变化等。液压管路的流体脉动通常使用消振器来抑制。传统的消振器往往属于被动式的,即不具备自适应消振的能力,而实际系统应用场合复杂,经常需要消振器参数可调。液压管路流体脉动主动控制,能够自适应调节消振参数,且消振效果较好。但基于自寻最优的流体脉动主动控制容易出现谐波脉动,造成系统的不稳定。针对液压管路流体脉动主动控制中的上述问题,本文在前人研究的基础上主要对由泵源脉动引起的管路振动进行了以下几方面的研究。
本文首先针对目前基于自寻最优的流体脉动主动控制中容易出现谐波脉动的问题,提出一种基于参数优化的流体脉动主动控制算法。该方法使用压力传感器采集消振后端管路的压力脉动信号做傅里叶变换得到脉动的基频频率、幅值和相位作为优化算法的初值,对由压力脉动均方差值构成的目标函数,基于梯度下降法分别对幅值、相位、频率三个方向求偏导,得到三个参数的优化公式,用优化后的三个参数构造控制信号,控制溢流伺服阀的开口,将管路中流量脉动的波峰旁路溢流,达到消减脉动的目的。
根据上述算法的原理对算法进行了数学推导,并用MATLAB对得到的参数优化公式进行了仿真,通过仿真得到算法中三个参数对控制效果的影响,并对公式中引入参数的取值范围进行了分析。
然后利用MATLAB/Simulnk与AMESim联合仿真,分别对流体脉动进行半波和全波的消减仿真,验证了基于参数优化的流体脉动主动控制的有效性。并对实际系统中脉动的多谐波情况进行了仿真验证。
论文还应用上述基于参数优化的主动控制方法对液压系统中轴向柱塞泵变转速、变负载的情况进行了管路流体脉动的主动控制仿真,同样取得了一定的效果。
最后应用上述方法采用双边溢流策略对液压管路流体脉动主动控制进行了研究,仿真结果显示也有一定的消振效果。
相关内容
相关标签