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图10
3、对于已经建立好的液压模型,还要对液压元件的参数进行修改,显示如图11所示;
图11
至此,就完成了液压系统模块的建立工作。
7.4液压动态结构图的建立
上面所建立的液压系统模块图是提供整个液压系统的框架结构,从分析的角度,我选择从极限位置考虑问题,这样可以使研究更加简单。具体是,对于所研究的多个缸的同步问题,也可以单分析一个缸,就假设其中的某个缸与基准缸相差最大距离时(在精度范围内,0.1%),看能不能在规定的时间内得到恢复,当然这里的规定的时间就是指液压缸进行举升过程中所需要的时间(10.6s),如果能够恢复,即表明可以实现同步,反之即是不合格。对于这种研究方法,采用的是用数学模型的方法进行的。在此之前,我们应该先得到液压系统的动态结构图。
构建动态结构图时,先要清楚闭环控制回路是在液压回路的那一部分,这里的控制回路是液压缸中的位移传感器检测到的位移信号,与基准缸的位移控制信号相比较,从而做出相应的调整,发出合适的控制信号作用于调速阀,通过控制调速阀的开口大小来实现控制流进该液压缸的流量,从而达到控制液压缸的速度,进而实现多缸的同步控制。所以这个结构动态图由调速阀、液压缸、负载构成的闭环控制系统。具体动态结构图如下图12所示;
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w z KsKRF Gf(s) kQQF kF(1?TFS) x 1 SkM221?2aMTMS?TMS 图12
图中w——表示预先给定的活塞位置输入信号;ks——位置偏差敏感元件(比例元件)的增益;kR——电放大器的增益;Gf(s)——电液调速阀的传递函数;
kQ——电液调速阀的流量增益;
kM——液压缸的传函(详细参221?2aMTMS?TMS数见下面部分分析);kF(1?TFS)——液压缸所承受的负载的传递函数; 该液压系统要实现的同步精度在0.1%以上,速度v=3m/min,所以有
?v?0.1%?3m/min?3?10?3m/min?5?10?5m/s
单位时间(1s)内的位移量?s??v??t?5?10?5m
7.5 液压缸(带负载的情况)传递函数的确定
查阅《液压系统现代建模方法》可知,负载为FZ?0时液压缸的主控传递函
FvQ(s)?v(s)KM?22Q(s)TMs?2aMTMs?1
数为
式中:FvQ(s)——输出速度v(s)对输入流量Q(s)的传递函数; KM——放大系数;aM——阻尼比; TM——时间常数;C——综合液容。
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KM?1
S(1?ZVRP) TM?mC
2(Zvb?S2)Z1b aM?TM(?2v)
2mC1V0?Sl2 C?K式中:RP——缸的液阻,RP?b; S2 Zv——内泄漏系数,Zv??Q,此处按理想液压元件处理,查阅相关 ?p 网络资料,取0.0005;
b——黏性摩擦系数,取0.04;S——活塞的有效截面积。
当存在外部负载时,就相当于对液压缸的传递函数连接上一个附加传递函数,设为 FQF(s)?QF(s)?KF(1?TFS) FZ(S)式中:FQF(s)——一个比例微分环节; QF——由外部负载Fz引起的流量效应; <