高速电液执行器性能仿真及应用.pdf

2010年12月
机床与液压
Dec.2010
第38卷第23期
MACHINE TOOL &HYDRAULICS
Vol 38 No. 23
DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2010.23.027
高速电液执行器性能仿真及应用
王春杰,张维竞
(上海交通大学动力装置及自动化研究所,上海200240)
摘要:针对液力偶合器勺管控制的特点,提出一种以高速开关阀作为先导阀的高速电液执行器,建立其数学模型,并
根据实测参数采用 AMESIM软件对系统进行仿真。仿真结果表明:该电液执行器具有非常好的动态性能,能满足偶合器现
场控制的要求。该系统已成功应用于某公司石灰窑风机转速控制系统中。
关键词:液力偶合器;高速开关阀;流量放大网; AMESIM
中图分类号:TP271文献标识码:A文章编号:1001-388(2010)23-086
Performance Simulation and Application of High-speed Electro-hydraulic Actuator
WANG Chunjie, ZHANG Weijing
(Power Plant and Automation Research Institute, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China
Abstract: A high-speed electro-hydraulic actuator was presented according the control characteristics of spoon of fluid coupling
which employed high-ee o- alves as ilot valve. The mathematical model was built, and with measured parameters, the system
was simulated using AMESIM. The simula on results show hat the elec aulic acua or has excellent dynamic performance
which can sa is y the field control requirements of fluid coupling. The system has been successfully applied to the speed control system
of the tail exhaust fan in the lime kiln of some company
Keywords Fluid coupling; High-speed on-off valve; Current-enlarging valve; AMESIM
调速型液力偶合器作为一种调速节能设备,广泛行自动控制。在自动
揎令值殳
控制器
应用于钢铁、矿山、石化等行业。偶合器控制的核心控制中,上位机向控
是外接执行器对偶合器勺管进行连续的位置控制,从制器发出一个指令信
而实现设备的无级调速。由于液力偶合器是靠压力油号,当伺服油缸的位
来传递动力,其本身就是一个压力油源,如果采用电移反馈信号与上位机
液执行器作为偶合器勺管的调节设备,就可以将偶合的指令信号不一致时,
器本身的工作油作为执行器的压力油源,从而发挥出控制器便发出控制信
位移反馈信号
液压控制精确的优势,同时克服传统的电液执行器体号给高速开关阀和流
积大、造价高等缺点。
量放大阀组,阀组进?
作者提出一种基于高速开关阀的电液执行器作为行一系列动作,直到
偶合器勺管的执行机构,具体方案是用高速开关阀组位移反馈信号与上位
成先导阀组去控制流量放大阀,建立新型的伺服油缸机的指令信号一致时,
1、2、3、4一高速开关
5、6、7、8一流量放大贺
位置控制系统,从而在满足系统响应要求的同时,充阀组才停止动作。根
图1电液执行器系统原理图
分发挥出高速开关阀与微机接口方便、结构简单、成据位移反馈信号与上
本低、抗污染能力强、工作稳定可靠、使用寿命长、位机指令信号的大小关系,对应的伺服油缸的动作分
能耗低等特点。为了研究系统的动态性能,作者建立为右移、静止、左移。
了该系统的数学模型,并进行了仿真研究,充分说明
高速开关阀采用PWM工作方式,通过调节PWM
了其可行性。
信号的占空比,控制进人流量放大阀先导腔油液的压
系统组成及工作原理
力,调节阀口开度,从而控制流量放大阀的输出压力
如图1所示,控制器、4个高速开关阀、4个流和流量,最终实现对伺服油缸位置的精确控制。这里
量放大阙组成一个自动控制单元对伺服油缸的动作进以伺服油缸右移为例来进行说明。当位移反馈信号小
收稿日期:2009-12-29
作者简介:王春杰,男,硕土研究生,从事动力装置状态监测与自动化装置领域的科学研究。电话:13917505469,
E-mail:roger@situ.edu.cno