泵控马达复合调速系统控制

Science &Technology Vision 科技视界0前言随着科学技术的迅猛发展,工程机械也不断朝着大型化、重型化、智能化方向发展,为了应对日趋复杂的作业工况,行走驱动系统在追求更大功率、更高效率、更长寿命的同时,还要求具有无级调速,平稳换向等优良性能。

目前,工程机械行走驱动系统采用泵控马达闭式回路调速系统已经得到广泛应用,这也将逐渐成为行走驱动系统的一种趋势。

1泵控马达闭式回路泵控马达闭式回路调速系统属于容积调速系统,通过改变变量泵或变量马达的排量来调节执行元件的运动速度。

在这种回路中,液压泵输出流量全部直接进入液压马达,无溢流损失和节流损失,泵的工作压力取决于负载,因此,具有无级变速、平稳换向、高效、节能的优点。

根据液压泵和马达调速方式,可分为以下三种类型:(1)变量泵-定量马达回路在这种回路中,由于泵转速和马达排量为恒量,马达转速和输出功率随着液压泵排量改变成比例地变化,马达的输出转矩和回路的工作压力取决于负载转矩,因此作恒转矩输出,主要用于负载转矩变化不大,调速范围较大的传动装置。

当回路中泵和马达都能双向作用时,马达可实现平稳地反向。

(2)定量泵-变量马达回路在这种回路中,由于泵转速和排量为恒量,马达输出转矩与其排量变化成正比,马达输出转速则与其排量成反比,马达的输出功率和回路工作压力取决于负载功率,因此作恒功率输出。

此系统调速范围很小,且不能换向。

当马达高速运转且排量较小时,回路的速度刚性很低,运动平稳性差,高速承载能力弱。

(3)变量泵-变量马达回路该回路马达输出转速可分为低速和高速两段进行调节。

在低速段,使变量马达的排量最大,通过调节变量泵的排量来改变马达的转速,称为变量泵一定量马达式容积调速回路工作特性;在高速段,将变量泵的排量调至最大后,改变液压马达的排量来调节马达转速,称为定量泵一变量马达式容积调速回路的工作特性。

此系统调速范围是前面两种调速系统的乘积,且其调速特性适应一般机械的负载要求,因此应用最为广泛。

闭式泵控马达液压系统效率研究刘永;谷立臣;杨彬;吴振松;陈萌【摘要】闭式泵控马达液压调速系统具有效率高、结构紧凑、油液不易被污染等特点，现已被广泛地应用于大功率的工业场合。

为了分析闭式泵控马达液压系统效率，文章以设计的闭式变转速、变排量大功率泵控马达液压调速系统为研究对象，建立了泵控马达调速系统的效率计算模型和2种调速系统的AM ESim软件仿真模型。

仿真与实验研究结果表明，在相同的负载工况条件下，闭式变转速泵控马达液压系统效率始终要比变排量的高，在高速、重载工况下两者效率接近，在低速、轻载工况下变转速泵控马达调速方式节能效果更明显。

%For the characteristics of high efficiency ,compact structure and the oil being not easily con-taminated ,the closed hydraulic pump controlled motor system has been widely applied to high-power industrial applications .In order to analyze the efficiency of the closed hydraulic pump controlled motor system with variable speed or variable displacement ,the mathematical models and AMESim software simulation model are built .The results show that under the same load working conditions ,the effi-ciency of closed variable speed pump controlled motor is always higher than that of variable displace-ment .Under the high-speed and heavy-load working conditions ,the efficiency of variable speed pump controlled motor is close to that of variable displacement .Under low-speed and light-load working conditions ,the efficiency of energy saving of variable speed pump controlled motor is more obvious .【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】7页(P876-882)【关键词】液压系统效率;闭式容积调速;泵控马达;变转速;变排量【作者】刘永;谷立臣;杨彬;吴振松;陈萌【作者单位】长安大学工程机械学院，陕西西安 710064; 湖北汽车工业学院机械工程学院，湖北十堰 442002;西安建筑科技大学机电工程学院，陕西西安 710054;长安大学工程机械学院，陕西西安 710064;长安大学工程机械学院，陕西西安710064;长安大学工程机械学院，陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】TH137.31液压传动系统具有传动平稳、可无级调速、高负载率等特点，在工业系统中得到了广泛的应用。

刍议高效节能技术在盾构液压系统中的应用作者：朱强司娅娅来源：《城市建设理论研究》2013年第33期摘要：介绍了高效节能技术的原理二次调节技术、泵控调速技术、能量回收技术、负载敏感技术等及其应用现状在盾构液压系统中，管理的节能措施与盾构液压系统使用进行总结，并对盾构液压节能技术的发展趋势进行了展望。

关键词：盾构；高效节能技术；液压系统；发展趋势中图分类号：U455.43文献标识码： A当前日益受到人们重视的节能和能源问题，节能设计液压系统也成为所关注的液压技术工作者要解决的重大课题。

通过进行改进液压系统的执行元件、控制元件、工作介质等方面可提高能量的利用率，是实现高效节能的主要途径，实现能量回收借助于辅助设备使得再次利用能量，达到良好的节能效果。

二次调节技术、泵控调速技术、能量回收技术、负载敏感技术、压力匹配技术等为常用的液压节能技术。

一、工程概述杭州市地铁1号线16、17号盾构区间工程包括【九堡东站～下沙西站】区间单圆盾构隧道、区间风井以及联络通道、泵站等附属结构；【下沙东站～文泽路站】区间单圆盾构隧道、联络通道、泵站等附属结构。

其里程如表1。

表1 【九堡东站～下沙西站】、【下沙东站～文泽路站】区间里程表区间里程长度备注九堡东站～下沙西站 K28+571.326～K31+573.447 3002.12 K29+599.644、K30+656.45、K31+235.822处设一个联络通道，K30+080处设一个风井兼联络通道（含泵房），K29+152.5处设一个联络通道兼泵房。

下沙东站～文泽路站 K33+926.498～K35+48.268 1121.77 K34+500处设一个联络通道兼泵房。

二、泵控调速技术具有功率效率高、损失小、调速及节能方便、发热量小等特点的泵控马达容积调速系统，大功率液压伺服系统中被广泛应用。

（一）、PID控制技术PID控制技术即是在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制。

第1篇一、实验目的1. 了解泵控马达的工作原理和系统结构。

2. 掌握泵控马达的调速控制方法。

3. 分析泵控马达在不同工况下的性能表现。

4. 评估泵控马达系统的稳定性和鲁棒性。

二、实验原理泵控马达系统由定量泵、变量马达、控制阀和执行机构组成。

通过调节定量泵的排量，实现变量马达的转速控制。

当定量泵的排量与变量马达的排量相等时，系统达到稳态，转速保持恒定。

三、实验设备1. 泵控马达实验平台2. 变频器3. 数据采集器4. 控制软件四、实验步骤1. 系统初始化：连接实验平台各部分，打开控制软件，设置实验参数。

2. 稳态实验：调整变频器输出频率，使系统达到稳态，记录转速、流量、压力等数据。

3. 变转速实验：逐步改变变频器输出频率，观察系统转速、流量、压力等参数的变化。

4. 负载实验：在系统达到稳态后，逐步增加负载，观察系统转速、流量、压力等参数的变化。

5. 控制策略实验：改变控制策略，观察系统性能的变化。

五、实验结果与分析1. 稳态实验：实验结果表明，系统在稳态时转速、流量、压力等参数基本稳定，符合预期。

2. 变转速实验：实验结果表明，随着变频器输出频率的增加，系统转速逐渐升高，流量和压力也随之增加。

3. 负载实验：实验结果表明，在系统达到稳态后，增加负载会导致转速下降，流量和压力增加。

4. 控制策略实验：实验结果表明，不同的控制策略对系统性能有显著影响。

例如，采用前馈补偿控制可以有效地提高系统的鲁棒性和稳定性。

六、结论1. 泵控马达系统具有调速范围广、响应速度快、控制精度高等优点。

2. 通过实验验证了不同工况下泵控马达系统的性能表现。

3. 前馈补偿控制等控制策略可以有效地提高泵控马达系统的稳定性和鲁棒性。

七、实验心得通过本次实验，我对泵控马达系统有了更深入的了解，掌握了泵控马达的调速控制方法，并学会了如何分析系统性能。

同时，实验过程中也遇到了一些问题，如系统稳定性不足、响应速度较慢等，通过查阅资料和请教老师，最终找到了解决方法。

液压马达数字调速系统的AMESim仿真研究郝建军;程昶;张志刚;葛帅帅【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2014(000)013【摘要】提出一种以高速开关阀、插装阀为主要调速控制元件，以单向阀、蓄能器为辅助元件的液压马达调速系统，介绍其主要结构原理和应用特点；建立高速开关阀数学模型，对其进行了相关的理论分析并采用AMESim软件进行了速比及效率仿真分析，结果表明：数字液压传动系统动态特性好，效率高。

%Hydraulic motor speed regulating system was presented to achieve the functionality of speed control by combining a fixed high-speed on/off valve,a cartridge valve,a one-way valve and an accumulator etc. Its main structure mechanism and application characteristics were introduced. The corresponding math models of main components were set up. The related theory analyses were also carried out. The speed ratio and efficiency simulation analyses of the speed regulating system were done by AMESim. The results show that the hydraulic transmission system has high efficiency and a good dynamic response.【总页数】3页(P135-137)【作者】郝建军;程昶;张志刚;葛帅帅【作者单位】重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室，重庆400054; 重庆科学技术研究院，重庆400050;重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室，重庆400054;重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室，重庆400054;重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室，重庆400054【正文语种】中文【中图分类】TH137【相关文献】1.基于AMESim和Matlab_Simiulink联合仿真的液压马达转速控制系统设计 [J], 孟凡虎;赵素素;雷晓顺;王娜;高峰2.基于AMESim和Simulink联合仿真的阀控马达神经元PID调速系统控制 [J], 孟凡虎;赵素素;于子彭;王娜;高峰3.基于 AMESim 的数字液压减摇鳍系统仿真研究 [J], 刘磊;邢继峰;彭利坤4.基于AMESim的低速大转矩液压马达的仿真分析 [J], 刘金丽; 王民刚; 秦涛5.液压泵控马达数字调速系统研究 [J], 彭增雄;苑士华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

变量泵定量马达调速回路
变量泵定量马达调速回路是一种常见的工业控制系统，用于控
制液压马达的转速和方向。

这种调速回路通常由变量泵、定量马达、压力控制阀、流量控制阀和反馈传感器等组成。

通过精确调节泵的
输出流量和压力，以及控制流向阀的开合状态，可以实现对马达的
精准调速和方向控制。

在变量泵定量马达调速回路中，变量泵负责提供液压能源，其
输出流量和压力可以通过调节泵的转速或者改变泵的排量来实现。

定量马达则负责将液压能源转化为机械能，驱动机械装置进行工作。

压力控制阀和流量控制阀则起到调节和控制液压系统压力和流量的
作用，保证系统稳定运行。

在调速回路中，反馈传感器扮演着关键的角色，它可以实时监
测马达的转速和位置，并将反馈信号传递给控制系统。

控制系统根
据反馈信号对变量泵和流向阀进行调节，以实现对马达转速和方向
的精确控制。

变量泵定量马达调速回路具有精度高、响应快、可靠性强等优点，广泛应用于各种工业设备中，如机床、起重机、注塑机等。

它
不仅可以提高设备的工作效率和精度，还可以减少能源消耗，降低设备的维护成本，是一种非常重要的控制系统。

随着科技的不断进步和工业自动化水平的提高，变量泵定量马达调速回路将会有更广阔的应用前景。

变频泵控马达调速系统遗传算法PI D 控制彭天好,徐　兵,杨华勇PID C ontrol of Pum p 2control 2m otor S peed G overning System withInverter Based on G enetic Alg orithmsPeng T ian 2hao ,Xu Bing ,Y ang Hua 2y ong(浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州　310027)摘　要:提出了基于遗传算法的变频泵控马达调速系统的PI D 参数寻优方法。

仿真结果证明了遗传算法寻优后的PI D 控制器较常规PI D 控制器具有更好的控制特性,对模型失配和负载扰动表现出更强的适应性和鲁棒性,很适合具有慢时变和存在负载扰动的变频泵控马达调速系统的控制。

也指出了用遗传算法寻优变频泵控马达调速系统PI D 参数的局限性。

关键词:变频泵控马达;调速系统;遗传算法;寻优;PI D 控制中图分类号:TP214　文献标识码:B 文章编号:100024858(2003)1120001203　收稿日期:2003204221　基金项目:国家自然科学基金资助项目(N o 159835160)　作者简介:彭天好(1964—),男,江西波阳人,副教授,博士生,主要研究方向为机电系统的控制和液压动力系统的节能等。

0　引言电机变频调速技术依靠改变供电电源的频率就可实现对执行机构的速度调节,将电机变频调速技术用于液压系统,可以克服液压系统的一些缺点,如简化液压回路,减少液压系统的能量损失,提高系统效率,降低噪声等。

其中最重要的是减少液压系统的能量损失(包括溢流损失和节流损失),提高整个系统的效率。

传统的PI D 调节器以其结构简单,对模型误差具有一定的鲁棒性及易于操作等优点,所以目前尽管有许多先进的控制方法,但PI D 调节器仍是最普遍采用的控制器。

在PI D 控制中,控制效果的好坏完全取决于PI D 参数的整定与优化。