针对装载机传统定量液压系统节流溢流损耗严重、系统流量易受负载扰动和动臂铲斗不能复合动作等问题,提出了一种双阀芯电液负载敏感系统,并设计了不同工作模式下的控制策略,对电液负载敏感系统的特性进行了研究。首先,对比阐述了装载机传统定量系统和双阀芯电液负载敏感系统的构型及原理;然后,从理论上分析了双阀芯电液负载敏感系统的工作和能耗特性,并分别制定了动臂铲斗在阻抗伸出和超越缩回工况下单独动作和复合动作的控制策略;最后,利用AMESim和LMS Virtual.Lab Motion软件搭建了机电液联合仿真模型,并对双阀芯电液负载敏感系统在装载机上的运行特性与节能特性进行了仿真研究。研究结果表明:双阀芯电液负载敏感系统可根据不同负载工况实现工作模式的切换,执行机构的流量仅与电液比例阀开度有关,而不受负载变化的影响,操控性能大大...

针对阀控位置伺服系统能效低的问题,提出了协调控制泵的转速和进出阀开口的节能控制系统,并针对阻抗工况和超越工况,分别设计了不同节能控制策略。首先,根据系统原理,建立了泵阀协调控制的位置伺服系统数学模型,分析了系统存在的耦合问题;其次,在压力环上设计了前馈反馈控制器,提高了系统的控制效果;最后,利用AMESim和MATLAB联合仿真平台,搭建了泵阀协调控制的位置伺服系统,并进行了仿真分析。研究结果表明:泵阀协调控制的位置伺服系统能效远高于负载敏感系统;设计的前馈反馈控制器有效地减少了由系统耦合引起的压力波动,提高了压力的控制精度。

液压挖掘机上车回转系统起动时,由于大惯性、高起动压力而造成大量的溢流损失;制动时回转动能转化为热能,能量损耗大。为此提出主被动复合驱动回转系统,在主驱动回转系统的基础上增设被动回路,被动液压马达用于降低主驱动液压马达的驱动功率及回收制动能量;为降低起动过程中的溢流损失,对主动回路采用进出口独立控制。针对主动马达和被动马达不同排量比对蓄能器压力的影响,提出了改变被动马达排量的优化方案。首先,进行元件匹配计算;然后

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...

传统四边联动阀控制液压执行器可控性差、在超越负载工况能耗大。为改进这些不足,提出动臂、斗杆液压缸和回转液压马达采用泵阀复合、流量压力匹配进出口独立控制、铲斗液压缸与行走液压马达采用原有四边联动阀的液压挖掘机整机方案。建立液压挖掘机机械结构多刚体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机分别对采用负载敏感系统和新回路系统控制的动臂、斗杆和回转马达三个执行机构动静态性能和能耗特性进行研究。进一步构建基于上述原理的试验测试样机,试验结果表明所建立数字样机具有较高的准确性;采用流量匹配进出口独立控制方法可以显著降低阀口工作压差,提高能量利用效率,减小执行机构压力冲击,提高整机运行平稳性。

传统液压挖掘机回转系统是由单自由度的四边联动的多路阀控制,导致其可控性较差,能耗较大。针对这一问题,提出采用泵阀复合、压力流量匹配的进出口独立的回路原理,控制液压挖掘机回转系统,液压马达两腔的压力和流量可以根据不同的工况进行独立调节。建立液压挖掘机回转系统机械结构多体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机对所提出系统的可行性进行验证,针对回转系统大惯性的特点,分别对启动阶段和制动阶段制定相应的控制策略,仿真结果表明系统运行平稳。在此基础上,进一步构建基于上述原理的试验系统,并与LUDV系统试验结果进行对比,试验结果表明采用泵阀复合进出口独立控制方法能耗降低25.5%～35.6%,阀口压力损失减小50%,显著抑制上车摆动现象。