为了解决工程机械液压系统能耗高、效率低的问题,提出负载口独立节能系统的泵阀联合控制策略.系统每个执行器由2个比例方向阀分别控制进出口,多个执行器共用一个电比例变量泵.同时考虑变量泵与比例方向阀,设计2层结构的控制器实现该系统的运动控制及节能控制.上层控制器通过负载与指令速度选择合适的工作模式;下层控制器根据选择的工作模式,采用计算流量反馈的速度控制和压力反馈的背腔压力控制调节进出口比例阀阀口开度,利用变压力裕度的电液负载敏感方法控制变量泵的排量.为了验证提出的控制器的有效性,在2t小型挖掘机上,针对挖掘机动臂和斗杆的运动进行试验.试验结果表明,根据不同的工况,动臂和斗杆执行器可以选用相应的工作模式,在满足控制要求的情况下尽可能降低系统能耗;变压力裕度的排量控制器可以根据指令速度改变系统...

多路换向阀是工程机械液压系统中的关键部件之一.综述了多路换向阀的发展历程,分析了其发展背景及存在的关键问题.着重分析了最新的抗流量饱和技术、负流量控制技术和带电液负载敏感的负载口独立控制电液比例多路阀.展望了该领域今后的研究方向.

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。

为解除液压执行元件进出口之间的联动,提出了一种负载口独立控制双联阀,基于2个单元体阀芯错位组合,能实现负载口的独立控制。根据其工作原理,建立了阀控缸数学模型,进一步利用MATLAB/Simulink搭建了数值求解模型,对该阀在3种不同工况下的工作特性进行了分析。分析结果表明,通过对阀芯角位移和线性位移在工作行程零位及行程末端附近的联合控制,分别可实现微小流量稳定控制和大流量快速响应控制;阀芯角位移单独控制时,负载流量与之成正比,具有良好的线性流量增益效果;阀芯线性位移单独控制时,相同供油压力下能获得最大的负载流量和活塞位移。该阀具有较高的流量控制精度和灵活性,可为复杂工况下流量和压力的匹配补偿控制提供新思路。

负载口独立技术是液压技术的新方向它用两个换向阀分别控制执行元件的进、出油口来控制执行元件的运动方向以及运动速度该方法较传统的换向阀系统提高了液压系统的控制自由度。利用增加的控制自由度尽可能多地提高液压系统的节能性其控制性能是负载口独立技术研究的重点之一。

负载口独立技术增加了系统的控制自由度，进、出口节流面积可独立调节。此方法与挖掘机回转液压系统的加速启动、减速制动的分段控制过程相吻合。利用系统增加的自由度进口采用计算流量反馈的控制方法控制回转平台转速，出口采用压力反馈控制方法实现回转平台的平稳制动。理论分析和Matlab/SimHydraulics仿真分析表明，利用负载口独立技术，可以提升挖掘机回转启动的快速性、降低减速制动时的压力冲击及减少反复振荡，是提升效率、启制动平稳性的有效途径之一。

主要研究了一种基于机液负载敏感的负载口独立控制系统。此种系统结合了传统机液负载敏感的可靠性以及负载口独立控制的灵活性，具有更加广泛的适用范围和节能性。负载敏感部分由比例溢流阀、传统机液负载敏感泵以及节流阀组成。分析了改变反馈压力的间接变压力裕度方法以及背压阀开口对系统阻尼的影响。最后通过建立仿真模型验证了上述理论的正确性。

负载口独立控制技术解决了传统阀控缸系统操纵性和节能性难以同时达到最优的问题，但负载口独立控制系统在恶劣工况下，控制器的抗干扰能力可能成为制约负载口独立控制技术广泛应用的一个关键问题。提出将PWM控制的新型数字流量阀应用于负载口独立控制系统中，介绍了新型数字流量阀结构及负载口独立控制系统原理，提出了对液压缸两腔流量、压力分别进行复合控制的控制策略。通过Simula—tionX软件建立系统仿真模型，对液压缸典型工况进行仿真分析。结果表明：通过对系统进行前馈一反馈复合控制，当载波频率大于40Hz时，基于数字流量阀的负载口独立控制系统能够实现对液压缸速度的平稳控制。

针对现有负载口独立控制系统中流量控制技术成本高、应用少等问题，设计了一种带阀后压差补偿的负载口独立控制阀。采用二级结构，将A形半桥应用到主阀的先导控制。研究中，根据阀的结构特点对其进行数学建模，通过合理假设推导出电闭环控制时的传递函数并进行理论分析。通过传统计算的方法对该阀进行结构参数设计，基于阀口迁移理论设计了主阀U形节流槽，采用矩形窗口的先导半桥控制，流量低，压力灵敏度也较大。进一步在AMESim平台上建立电闭环阀的仿真模型，对其动静态特性进行仿真研究。

针对负载口独立控制系统中不同负载流量和负载压力工况时动态响应和稳态精度相差较大的问题，提出了基于静态工作点前馈补偿的控制算法，分析了在考虑速度敏感隋况下进油阀与出油阀液导的选取方法，证明了此算法能保证各种工况下的响应速度和抗干扰能力。