LUDV控制系统的动态仿真

LUDV控制系统的动态仿真

专题报道

驱动与控制

SPECIAL

REPORT

LUDV控制系统的动态仿真

蒋道成,

于兰英,

柯坚,

邓斌

(西南交通大学新型驱动技术中心,成都610031)

摘要:针对小型挖掘机中使用的LUDV压力补偿液压系统,采用国际先进的仿真软件AMEsim对液压系统的动态特

性进行仿真,验证了LUDV系统的控制特性,并为液压系统设计中的参数选择提供了很好的参考价值。

关键词:饱和;操纵阀;LUDV;压力补偿中图分类号:TH137文献标识码:A

文章编号:1002-2333(2008)04-0027-03

DynamicSimulationofLUDVControlSystem

JIANGDao-cheng,YULan-ying,KEJian,DENGBin

(NewDriveTechnologyCenterSouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)

Abstract:AimingtotheLUDVpressurecompensatedhydraulicsystemoftheminiexcavator,dynamiccharacteristicsweresimulatedusingAMESim,whichisoneoftheadvancedsimulationsoftwareintheworld.ThesimulationvalidatesthecontrolcharacteristicsoftheLUDVsystem,andhasanimportantreferencevaluefortheparameters’selectionindesign.

Keywords:saturated;joystick;LUDV;pressurecompensated(LoadIndependentLUDV系统,即负载独立流量分配

式中:Pi-操纵阀2、8的阀后压力;Pm-来自梭阀4的最大负载压力;Ak-压力补偿阀3、7的作用面积;Fk-压力补偿阀3、7的弹簧压力;Pp-泵的出口压力;!Pi-操纵阀2、8的压力损失。

因为弹簧刚度很小,所以Fk很小,即Pi基本相等。由式(1)可得:

FlowDistribution)系统,是以执行器最高负载压力控制泵和

压力补偿的负载独立流量分配系统,当执行器所需流量大于泵的流量时,系统会按比例将流量分配给各执行器,而不是流向轻负载的执行器。近几年在挖掘机领域中展示了LUDV系统的优势。本文从两个方面对LUDV系统进行仿真,一是操纵阀开口不变时,负载的变化引起流量变化的情况;二是负载不变时,操纵阀开口的变化引起的流量变化。通过仿真曲线直观的说明了LUDV的控制特性。

!P1≈!P2≈…≈Pp-Pi

前后)的压差都相等。则图1流经两阀的流量:

(2)

从公式中看出,所有节流环节(即所有多路阀的开口

1理论基础

图1所示为

Q1=C1A1"1LUDV原理图,我们

可以看出,LUDV系统与普通负载传感不同的是:

(1)压力补偿阀

(3)

(4)Q2=C2A2"2式中:C1、C2-流量常数;A1、A2-操纵阀2、8的开口面积;

!-油液的密度。

根据式(1) ̄式(3)可知,两回路所得的流量只与换向

阀的开度成比例。一般我们将负荷敏感泵的!P作为系统控制的!P。流量充足,!P1=!P2=…=Pp-Pi,泵提供总的并与所有阀的开口成比例的流量。当系统处于饱和状态,

3、7设在节流环节2、8之后。

(2)负载压力信号取的是由梭阀4决定的系统中的最高负

图1

!P1,!P2的值下降,但仍然!P1=!P2,泵提供仍与所有阀的

开口成比例的流量,即仍与负载无关。

2系统建模

仿真时主要考虑的是LUDV系统的复合动作,主要

LUDV控制系统原理图

2,8.模拟操纵阀

4.梭阀

3,7.压力补偿阀

载信号,而不是取自自身。

根据压力补偿阀的受力平衡可得:

(1)

1.LS控制阀

涉及到泵的控制部分、模拟操纵阀、压力补偿阀以及液压缸。图2为应用AMESim软件建立的LUDV液压系统仿真模型。液压输入取带流量调节的变量泵,液压缸选用系统模型HJ010,管道选用系统模型HL000、HL02、HL01等。由于AMESim软件没有系统中的压力补偿阀、流量调节阀与变量液压缸模型,利用HCD(液压元件设计)分别建立其机械模型,如图中所示的压力补偿阀3、7等的模型。

5,6.模拟负载

Pi×Ak=Pm×Ak+FkPi-Pm=Fk/AkPi=Pm+Fk/Ak

机械工程师2008年第4期

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