转向液压管路对多轴转向响应特性的影响.pdf

2015年2月
机床与液压
Feb.2015
第43卷第3期
MACHINE TOOL HYDRAULICS
Vol 43 No. 3
DOI:10.3969/j.isa.1001-3881.2015.03.031
转向液压管路对多轴转向响应恃性的影响
庞文杰,王云超
(集美大学机械与能源工程学院,福建厦门361021)
摘要:通过三轴液压转向实验平台,利用 AMESIM软件,建立了转向液压系统模型。分析了压力、流量、管路长度、
管路内径以及管路材料等单因素对转向油缸响应特性的影响规律,并针对压力、流量、管路内径等非线性影响因素以及系
统PID参数进行了正交仿真实验,给出了优化结果和PID参数。结果表明:压力升高、响应速度加快,但在10~11MPa范
围内较为稳定;流量在14I/min时响应速度最快且最不稳定;管路内径在11~17m范围内有较好的响应速度和稳定性;
管路长度增加,响应滞后,稳定性减弱;比例系数P对响应时间的影响比较敏感、积分系数对平滑性影响较大、微分系
数D对稳定性较为敏感。
关键词:三轴转向; AMESIM;管路特性;转向特性
中图分类号:U461.6文献标志码:A文章编号:1001-3881(2015)3-119-4
Influence of Steering Hydraulic Pipeline on Multi-axis Steering Response Characteristics
PANG Wenjie, WANG Yunchao
College of Mechanical and Energy Engineering, Jimei University, Xiamen Fujian 361021, China
Abstract Through the three-axis hydraulic steering experiment pla orm, the steering hydraulic system model was established by
using AMESIM software. The influence rules of the pressure, flow, pipe length, pipe inner diameter and material and such as single
factor on steering cylinder response characteristics were analyzed. The orthogonal simulation experiment was performed by aimed at the
nonlinear influence factors such as pressure, flow, pipe inner diameter and the system PID parameters, and the optimization results and
the PID parameters were presented. The results show that: with increasing of pressure, the response speed is accelerated, but it is rela-
tively stable within the range of 10-11 MPA. When the flow is at 14 Lmin, response is fastest and most unstable. It has high response
speed and stability for pipe diameter in the range of 11 to 17 mm. With increasing of pipe length, the response is lagged with lower sta
bility. Proportion coefficient P is sensitive to the response time, integral coefficient has larger influence o the smoothness, and differ
ential coefficient D is quite sensitive to stability
Keywords: Three-axle steering; AMESIM Pipeline characteristic; Steering characteristics
0前言
动态响应特性的影响,因而很难应用到实际的具体的
当今世界技术的发展突飞猛进,其中液压技术占系统当中。以搭建的三轴转向试验台为原型,通过
有重要的地位。因其可以在运行过程中实现大范围的 AMIESIM软件建立仿真模型,分析了液压系统主要参
无极调速、在同等输出功率下液压传动装置的体积数对转向响应特性的影响。
小、质量轻、惯量小,无间隙传动等优点,越来越
1转向系统仿真建模
泛的应用到现代设备当中。然而,液压系统存在着
对于多轴转向的大型工程车辆,车辆转向系统对
响应慢、震荡性较大等不足限制了其在精确系统中的于整车的安全性、稳定性和灵活性有至关重要的作
应用。而稳定和快速响应是现代系统的基本要求。因用。因此,要求转向液压系统有较快的响应速度、精
此有必要对液压系统的动态响应特性进行研究,而在确的响应精度。
影响液压系统响应特性的因素当中,液压管路占有很1.1转向系统工作原理
大比重
在多轴转向车辆当中,通过阀控液压缸来推动转
目前,对于液压管路的研究主要集中在建立基于向横拉杆的运动,通过转向摇臂来驱动车轮转动,其
功率键合图的数学模型2别、基于 Matlab/ Simulink的
工作原理如图1所示。
仿真模型“等,这些研究定性地给出了系统响应与各
影响因素的关系,并没有定量地说明各个因素对系统
收稿日期:2013-12-10
基金项目:国家自然科学基金项目(5105171)
作者简介:庞文杰(1988-),男,硕士研究生,主要从事多轴转向技术的研究。E-mail:PWJXM@163.com。