大型工程機(jī)械液壓反饋比例插裝閥研究.pdf

1、大型工程機(jī)械作為工程機(jī)械行業(yè)中高技術(shù)水平、高附加值和高利潤(rùn)產(chǎn)品的代表，受到國(guó)家的大力支持和重點(diǎn)發(fā)展。但是作為大型工程機(jī)械液壓系統(tǒng)控制中樞的大流量多路閥，仍缺少成熟的解決方案。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象，本課題提出以液壓反饋插裝式比例節(jié)流閥為核心構(gòu)建大流量多路閥系統(tǒng)，課題中圍繞液壓反饋原理和液壓反饋比例節(jié)流閥，采用理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)合的研究方法，著重挖掘該閥的穩(wěn)動(dòng)態(tài)特性和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，針對(duì)工程機(jī)械的使用環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，對(duì)以該閥為核心構(gòu)建

2、大流量多路閥的運(yùn)用開(kāi)展研究，分別對(duì)多路閥工作聯(lián)的工作模式、壓力單元控制器和流量單元控制器進(jìn)行了深入的研究，取得了良好的控制效果。最后，對(duì)大流量多路閥的輔助機(jī)能組件進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容如下：
　　第一章，介紹了課題的背景和研究意義，綜合分析國(guó)內(nèi)外大流量比例控制元件的發(fā)展現(xiàn)狀與其在工程機(jī)械中應(yīng)用技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并提出需要研究的內(nèi)容。
　　第二章，對(duì)液壓反饋插裝式比例節(jié)流閥進(jìn)行設(shè)計(jì)、建模和定性分析。通過(guò)對(duì)該閥詳細(xì)數(shù)學(xué)模型的化簡(jiǎn)

3、和推導(dǎo)，揭示了其主級(jí)的位移放大特性和流量放大特性，以及各結(jié)構(gòu)參數(shù)與穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)特性之間直觀的關(guān)聯(lián)制約關(guān)系。籍此獲得對(duì)該閥工作機(jī)理和結(jié)構(gòu)參數(shù)影響的定性認(rèn)識(shí)，為參數(shù)的初步設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和仿真，驗(yàn)證了詳細(xì)數(shù)學(xué)模型在穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)層面的有效性，為后續(xù)對(duì)該閥的定量分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制器研究提供基礎(chǔ)。
　　第三章，對(duì)液壓反饋插裝式比例節(jié)流閥進(jìn)行定量分析和參數(shù)優(yōu)化。從特征根分布和壓力剛度的角度對(duì)該閥進(jìn)行系統(tǒng)性的全面定量分析，首先揭示了隨著

4、工作點(diǎn)的改變?cè)撻y的特性具有顯著的差異性，然后通過(guò)對(duì)閥體主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的變參定量分析獲得了各參數(shù)對(duì)閥特性的影響力。針對(duì)工程機(jī)械工作環(huán)境下的需求，采用經(jīng)研究改良的自適應(yīng)非支配排序遺傳算法對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，使該閥的頻寬和壓力剛度得到了顯著的增強(qiáng)。在定量分析和尋優(yōu)結(jié)果的基礎(chǔ)上，總結(jié)出該閥的設(shè)計(jì)指引。
　　第四章，針對(duì)液壓反饋比例節(jié)流閥在大流量多路閥的應(yīng)用進(jìn)行研究。設(shè)計(jì)以該閥為核心的執(zhí)行器工作聯(lián)結(jié)構(gòu)，分析工程機(jī)械的基本工況并制定相應(yīng)的工作模

5、式組合。在此基礎(chǔ)上，對(duì)壓力控制單元和流量控制單元進(jìn)行單元控制器的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)單元控制器時(shí)，針對(duì)被控對(duì)象非線性不確定因素多的問(wèn)題，提出以降階擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器為核心的自抗擾控制方案，有效降低了系統(tǒng)不確定性，實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定性和魯棒性的控制器。針對(duì)流量控制單元反饋流量值不能直接獲取和實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的液壓反饋比例節(jié)流閥溫度敏感性較大的問(wèn)題，設(shè)計(jì)由流量查表和溫差補(bǔ)償系數(shù)查表組成的流量計(jì)算模塊，實(shí)現(xiàn)了較準(zhǔn)確的流量反饋。
　　第五章，對(duì)大流量多路閥的輔助