电液比例变排量轴向柱塞泵控制特性研究
本文选题:电液比例轴向柱塞泵 切入点:双向变量机构 出处:《太原理工大学》2012年硕士论文
【摘要】:随着现代工业的迅猛发展,对液压系统的要求越来越高。系统向高压大功率的方向发展,同时对系统的动态性能以及噪声问题的要求也越来越高。液压泵作为液压系统的能源装置,对其性能的要求也逐渐提高。而电液比例轴向变量柱塞泵由于具有结构紧凑、节能,简化系统设计以及便于自动控制等优点,已成为高压、高效、大功率液压系统的关键元件。 本文针对双向电液比例变排量轴向柱塞泵的控制特性进行研究,提出了基于变量活塞位置反馈的闭环排量控制方案,以达到泵在各种不同工况下的排量控制目的。在新的排量控制方案基础上,通过泵的ADAMS的动力学仿真分析得出斜盘的变量阻力矩,并利用SimulationX液压仿真平台,对整个电液比例变排量轴向柱塞泵的排量控制特性进行仿真研究,通过改变变量缸控制压力和变量活塞直径来分析其对控制特性的影响,合理的设计了泵的变量机构,为电液比例变排量轴向柱塞泵的设计和改进提供了理论依据。 本文的主要研究工作如下: 1.介绍变量柱塞泵的基本概念和发展概况,简要说明变量泵的各种控制方式,并对本文研究的双向电液比例变排量泵的工作原理及控制特性作了详细介绍,得出了排量控制主要与哪些因素有关。在控制过程中最大的干扰因素为斜盘的变量阻力矩,通过分析斜盘力矩得出影响柱塞泵控制特性的决定性因素即变量缸控制压力和变量活塞直径。 2.对斜盘的变量阻力矩进行理论计算,为后续的仿真分析奠定理论基础。 3.采用虚拟样机技术对轴向柱塞泵进行动力学仿真,在Pro-E中建立变量柱塞泵的三维模型,后将模型导入ADAMS经处理得到变量柱塞泵的动力学模型。仿真分析在不同配流盘形式和不同工况下泵斜盘的变量阻力矩。 4.根据双向电液比例变排量泵的变量工作原理,利用仿真软件SimulationX建立了双向电液比例排量控制泵的一维液压系统模型和三维动力学模型。通过对电液比例变排量轴向柱塞泵在不同工况下的排量控制特性进行仿真,分析其排量控制特性。仿真分析影响控制特性的主要决定参数变量缸控制压力和变量活塞直径,提出了两者合理的匹配方法和取值范围,得出变量机构合理的优化设计方案以达到理想的控制特性。 5.总结论文研究成果,展望未来研究方向。
[Abstract]:With the rapid development of modern industry, the requirement of hydraulic system is higher and higher.With the development of high voltage and high power system, the dynamic performance and noise problem of the system are required more and more.Hydraulic pump as a hydraulic system energy device, its performance requirements are also gradually improved.The electro-hydraulic proportional axial variable piston pump has become the key component of high pressure, high efficiency and high power hydraulic system because of its compact structure, energy saving, simplified system design and easy automatic control.In this paper, the control characteristics of bidirectional electro-hydraulic proportional variable displacement axial piston pump are studied, and a closed loop displacement control scheme based on variable piston position feedback is proposed to achieve the purpose of pump displacement control under various working conditions.On the basis of the new displacement control scheme, the variable resistance moment of the inclined disk is obtained through the dynamic simulation analysis of the ADAMS of the pump, and the displacement control characteristics of the whole electro-hydraulic proportional variable displacement axial piston pump are simulated and studied by using the SimulationX hydraulic simulation platform.By changing the variable cylinder control pressure and the variable piston diameter to analyze its influence on the control characteristics, the variable mechanism of the pump is designed reasonably, which provides a theoretical basis for the design and improvement of the electro-hydraulic variable displacement axial piston pump.The main work of this paper is as follows:1.This paper introduces the basic concept and development of variable piston pump, briefly describes the various control methods of variable displacement pump, and introduces in detail the working principle and control characteristics of the bidirectional electro-hydraulic proportional variable displacement pump studied in this paper.The main factors related to emission control are obtained.The biggest disturbance factor in the control process is the variable resistance moment of the tilted disc. By analyzing the tilting disc torque, the decisive factors affecting the control characteristics of the piston pump are obtained, namely, the variable cylinder control pressure and the variable piston diameter.2.The theoretical calculation of the variable resistance moment of the skew disk is carried out, which lays a theoretical foundation for the subsequent simulation analysis.3.The dynamic simulation of axial piston pump is carried out by using virtual prototyping technology. The three-dimensional model of variable piston pump is established in Pro-E, and the dynamic model of variable piston pump is obtained by introducing the model into ADAMS.The variable resistance moment of the inclined disk of the pump is simulated and analyzed under different flow distribution and different working conditions.4.According to the variable working principle of bidirectional electro-hydraulic proportional displacement pump, the one-dimensional hydraulic system model and three-dimensional dynamic model of bidirectional electro-hydraulic proportional displacement control pump are established by using the simulation software SimulationX.The displacement control characteristics of electro-hydraulic proportional variable displacement axial piston pump under different working conditions were simulated and analyzed.The main determinants of variable cylinder control pressure and variable piston diameter are analyzed by simulation. The reasonable matching method and value range are put forward, and the optimal design scheme of variable mechanism is obtained to achieve the ideal control characteristics.5.Summarize the research results and look forward to the future research direction.
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH322
【参考文献】
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,本文编号:1708423
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