顺德龙江镇登高车出租,   顺德登高车出租,   顺德龙江镇登高车公司     登高车分腔容积直驱电液控制系统特性???       1电机空载特性,  在变转速泵控系统中，通过调节电机转速对液压缸进行控制，因此电机的响应特性运行精度对系统有较大的影响。故首先对两台伺服电机的空载特性进行试验测试。 伺服电机驱动器LogicLab87测试电机特性采用的软件为伺服电机自带的调试软件LogicLab。 电机空载时的转速阶跃响应特性曲线，给定转速阶跃分别为400rpm，800rpm，1200rpm，1600rpm，由图可知，电机以相同的加速度起动，运行至400rpm的响应时间约为0.6s，运行至1600rpm的响应时间约为0.12mm，转速稳态误差小于4rpm，可满足变转速泵控的动态响应及精度需求。测试结果与仿真所得结果较为接近，可验证电机仿真模型的准确性。  为对电机的频响特性进行测试，给定幅值为200rpm不同频率的转速正弦信号，分别为正弦频率为1Hz和4Hz的测试结果。由结果可知，随着频率的增加，电机响应的幅值先增加后减小，相位滞后逐渐增加，可得两台电机的固有频率分别约为19Hz和25Hz，幅值衰减至-3dB的频率约为26Hz和30Hz，相对于液压系统较低的固有频率，电机响应特性可满足系统动态需求。

       2总压力特性,  对伺服电机空载特性测试完成后，根据分腔容积直驱系统及加载回路原理，搭建系统试验平台如图所示。整个系统采用硬件在环控制系统dSPACE进行信号采集和控制，采用其配套软件ControlDesk软件进行实时监控与参数调试，ControlDesk软件实时调试和监控界面。在该系统中，总压力控制的响应特性对系统控制和运行特性有较大影响，故对总压力控制的阶跃特性进行测试。实际测试的总压力及液压缸两腔压力对给定总压力阶跃信号的响应曲线。液压缸位置设定值保持不变，初始总压力设定值为2MPa，在2s时给定5MPa的总压力阶跃信号，总压力回路采用比例控制器进行调节，比例系数为5。在总压力回路的作用下，两泵转速增加使两腔迅速建立压力，两腔压力和达到设定值。当总压力信号改变为初始压力时，两泵转速反向增加，两腔压力及总压力迅速回至初始状态，重新达到稳态，试验所得结果与仿真结果一致。但试验中总压力及两腔压力波动较大，原因是测试总压力特性时试验缸处于空载状态，液压系统阻尼较小，系统对泵转速变化较为敏感，且由于管路及容腔的影响，泵转速的变化会导致一定压力波动，若给液压缸增加负载，则其压力波动可有所减小。由于此处仅采用比例控制器进行调节，存在一定的控制误差，若采用PI控制器，可进一步提高控制精度。

         3位置控制特性,  在总压力回路正常工作的前提下，可对液压缸的位置进行调节。液压缸位置阶跃响应特性试验曲线。设定液压缸初始位置为100mm，给定阶跃信号为200mm，仅采用比例控制器进行位置回路的闭环控制，比例系数为4。刚启动时，在位置差和比例调节的作用下，泵转速迅速增加，液压缸速度较大，此时位置回路起主要作用。接近目标位置时，位置回路作用逐渐减小，速度减小直至达到稳态位置。位置阶跃响应时间约为2s，稳态误差为0.8mm，速度峰值约为100mm/s。结果表明，该系统能够实现对液压缸位置的闭环控制，响应速度较快，能达到与阀控系统相同的控制效果。 位置阶跃测试腔压力和总压力特性曲线，总压力设定值为6MPa，总压力回路比例系数为3。刚启动时，缸伸出速度较大，两腔压力迅速降低至约0.5MPa，随着速度的减小，两腔压力及总压力逐渐增大，总压力峰值约为9.5MPa，之后位置回路作用减小，在总压力回路的作用下，压力逐渐降低直至重新达到至设定值。位置阶跃过程中压力的变化趋势与阀控系统类似，表明总压力回路控制原理与阀控系统工作原理类似。试验结果与仿真结果一致，可验证仿真模型的准确性。

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         4速度位置复合特性,  由前面试验可知，总压力控制回路能够实现与阀控系统类似的作用，实现对液压缸的位置和两腔总压力的控制。但在位置阶跃控制中，缸的速度处于不可控的状态，会产生较大的速度峰值，两腔压力也会产生很大的波动，系统运行不平稳。为此在总压力回路的基础上，对提出的速度位置复合控制策略的运行特性进行测试。  基于总压力回路的速度位置复合控制特性试验曲线。设定初始位置为100mm，目标位置为300mm，最大运行速度为50mm/s，加速至最大速度的时间为1s，则运行至目标位置的时间为4s。由图可知，在液压缸加速过程中，实际速度与期望速度较为接近，相对于位置阶跃响应特性，速度峰值减小且变化较为平稳。实际速度相对于期望速度有一定滞后，原因是变转速泵的响应时间和管路及容腔的影响。在恒速运行时速度产生振荡，原因是在加速过程，速度前馈的作用使泵的转速迅速增加，速度前馈对转速的改变作用远大于总压力反馈的作用，但在恒速运行时，速度前馈的作用保持不变，此时压力反馈的作用使泵转速不断调节，从而导致速度产生较大振荡。减速时，速度前馈对转速的改变作用大于总压力反馈，故此时实际速度与期望速度较为接近且无速度振荡。  液压缸运行过程中跟随误差均值为1.5mm，稳态位置为1.2mm，但在接近目标位置时位置出现超调，其原因是，此时速度前馈信号为零，但由于两腔压力较低，总压力反馈使泵产生一定的转速以调节总压力，因而产生位置超调，之后在总压力反馈和位置反馈的作用下，液压缸位置和两腔压力逐渐调节至稳态。因此，位移超调量和恒速运行时的速度振荡与总压力的控制参数有关，若减小压力反馈比例系数，可减小速度振荡和位移超调，但会延长调节至稳态的时间。速度位置复合控制泵转速和压力试验曲线。（a）为泵转速特性试验曲线，由于搭建试验台时两泵的A-B口是相反安装的，故液压缸伸出和缩回时两泵转速均朝着相同的方向变化，恒速运行时泵1的转速约为210rpm，泵2的转速约为150rpm。（b）为压力特性试验曲线，位置反馈比例系数为2，总压力反馈比例系数为3。液压缸伸出时压力变化较为平缓，总压力变化幅值约为3.5MPa，但液压缸缩回时压力变化较大，变化幅值约为6.5MPa。其原因为压力反馈环中两泵的转速比例系数及泵泄漏的影响，此处压力反馈对两泵转速的系数为0.82，该系数对有杆腔泵转速的调节作用相对偏小。伸出时，无杆腔压力驱动活塞杆伸出，有杆腔能够保持一定的背压，而缩回时，有杆腔压力驱动活塞杆缩回，此时无杆腔流出流量略大于有杆腔驱动的速度，因而产生一定程度的吸空现象，因此产生较大压力波动。若增大该系数，则缩回时具有良好的背压，但伸出时会产生一定程度吸空。该系数与两泵的排量和泄漏系数有关，但试验中泵的泄漏并非常数，若根据泄漏特性对其参数进行调整和补偿，或伸出和缩回采用不同的系数，可使伸出缩回都具有一定背压，减小压力波动。

        最大运行速度为80mm/s，运行100mm的试验曲线图。由图可知，伸出和缩回过程速度变化平稳，与期望运行速度接近，运行过程位移偏差较小，位置稳态误差小于1mm，表明速度位置复合控制可控制液压缸平稳运行，位置产生超调的原因与前文所述原因相同，可进一步通过控制参数优化减小超调，改善系统运行特性。

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