开式泵控升高车系统特性实验研究   惠州升高车出租, 惠州升高车租赁, 惠州升高车公司  在理论及仿真分析基础上，依托重型机械流体动力传输与控制实验室的0.6MN升高车实验平台，开展开式泵控升高车液压控制系统特性的研究，以验证理论分析的正确性。 实验平台硬件0.6MN升高车实验平台液压原理。 该实验平台包含两套液压系统，分别是开式泵控系统和伺服阀控系统，可以完成开式泵控系统研究、伺服阀控系统研究、直驱泵控系统研究和阀泵复合控制系统研究。本实验采用其中的开式泵控系统。  升高车实验平台的本体结构为三梁四柱式预应力结构，采用液压预紧方式。液压系统主要由油箱总成、电动机、MOOG三联泵、泵头阀组、检测元件及低压补油系统组成。MOOG三联泵是将2台RKP泵与1台控制油齿轮泵串联安装。  压力5.5×105N, 回程力5.5×104N, 最大行程0.12m, 工进最高速度0.05m/s, 空程快下最高速度0.06m/s, 回程最高速度0.06m/s, 主缸内径0.1m, 回程缸内径0.045m, 实验平台主要元件。  数字量控制采用NI-CompactRIO嵌入式控制器，程序采用Labview软件搭建，测控系统采用xPC-Target实时控制系统，上位机程序由MATLAB/Simulink软件搭建。

      实验平台数字量控制采用图形化编程软件Labview进行程序设计，其软件控制程序前面板界面。  实验平台监测与控制采用MATLAB/Simulink进行程序设计，其软件控制程序界面。(1)常锻工况控制程序(2)快锻工况控制程序. 本研究的实验系统主控制泵为MOOG-RKP泵，该泵可以以主-从的模式组成多泵系统，即可以使用双联泵或三联泵，实现系统高精度的多泵协调控制。并且该泵装备了带有内嵌式轴控制器的新型闭环比例阀，可以实现CANopen和模拟量的控制。RKP泵最大的特点是采用MoogValveandPumpConfigurationSoftware配置软件，可以方便地进行调试、故障诊断和设备配置。该软件以图标的形式显示设置值、反馈值、状态参量等，可以灵活的对参量进行修改，并且集成了信号发生器等调试功能。RKP泵可设置的控制模式分别为：开环流量控制模式、闭环流量控制模式、开环压力控制模式、闭环压力控制模式、流量压力复合控制模式。本研究采用闭环流量控制模式，其配置界面。

      常锻模式主要分为5个阶段：空程快下、工进、保压、卸压泄荷和回程。空程快下阶段，动梁靠自重下行，运动速度依靠回程泵排量变化进行控制，回程泵工作于马达工况，此时补油泵和主泵共同为主缸供油。工进阶段，上砧接触锻件后，主泵加压，主缸迅速建压并对工件做功，压下位置和速度由主泵控制，回程泵为马达工况。保压阶段，主泵维持主缸位置不变。卸压泄荷阶段，主泵按照卸压曲线规律卸压，卸压后主泵和泄荷阀同时卸荷，主泵工作于马达工况，回程泵工作于泵工况。回程阶段，回程泵控制回程速度，主泵工作于马达工况。

     快锻模式采用闭环控制方法，结合研究采用的控制策略，控制主泵与回程泵，实现高精度、低能耗的快锻工艺。

   锻件负载实验测试采用0.6MN升高车对长矩形锻件进行加载，分析锻件负载的变形抗力，验证模型的准确性。本文采用的铅锻件分为常锻件和快锻件两种形式，锻件负载辨识对象采用快锻件。 仿真与实验结果具有很好的重合度，最大误差为9.21%，可以较好的模拟实际工况，实验辨识结果验证了锻件负载模型的准确性，为后续的实验研究提供补偿参数依据。

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    卸压冲击控制实验研究,  卸压冲击是影响升高车稳定性及寿命的关键因素，在自由锻、模锻等锻造过程中均存在卸压冲击问题。采用阶跃信号对开式泵控升高车系统进行卸压时，得到10MPa初始压力下，变量泵偏心量变化曲线、主缸压力曲线和卸压管压力曲线。  当开式泵控升高车系统采用阶跃卸压时，主缸压力及卸压管压力变化趋势与仿真结果一致，实验验证了阶跃卸压时卸压冲击的存在，需要依据系统储能变化规律选择合理的卸压曲线实现卸压冲击控制。  本文基于组合式卸压曲线对开式泵控升高车系统中的卸压冲击进行控制，通过实验验证控制方法的有效性。分别采用按能量均匀规律、能量正弦规律、流量均匀规律、流量正弦规律和组合式规律卸压曲线对开式泵控升高车系统进行实验研究，卸压初始压力分别为10MPa和15MPa，卸压周期设为0.6s。采用上述五种卸压规律卸压过程的主泵偏心量给定曲线。

     采用上述五种卸压规律卸压过程的主缸压力曲线及卸压管压力曲线，仿真与实验结果对比。 可以看出，采用上述五种卸压方式均能完成较平稳的卸压，而组合式卸压规律完成10MPa和15MPa初始压力条件下的卸压时，较其它规律的卸压管压力波动小，能有效降低管路的振动。主缸卸压过程的仿真与实验结果规律一致，但实验中完成卸压的时间较仿真结果有所提前，主要是因为卸压过程中油液处于高速紊流状态，油液的运动规律与流量连续性方程所描述的状态有所不同，在仿真中不易准确描述压力波在管路中传输的规律。卸压管压力的仿真与实验结果规律一致，但实验中卸压管压力在稳定后仍存在周期性的波动，主要是由于系统中的背压阀及压力传感器精度的影响。

      耦合特性测试实验主缸位置控制与回程压力控制的相互耦合作用产生多余力。多余力主要是主缸位置控制系统对回程缸压力控制系统的强扰动产生的，进而影响主缸位置控制精度。采用主缸位置控制系统的阶跃给定和正弦给定条件下的扰动，测试耦合特性。(1)阶跃响应分析回程缸给定值15MPa条件下，主缸位置阶跃给定，阶跃值为5mm和10mm，当主缸位置阶跃给定值为5mm和10mm时，回程缸压力峰值为15.591MPa和16.314MPa。  当回程缸压力阶跃给定值为1MPa和2MPa时，主缸位移峰值为0.209mm和0.589mm。  (2)正弦响应分析回程缸给定值15MPa条件下，主缸位置正弦给定，幅值10mm，频率为1Hz和1.25Hz。  (3)当主缸位置正弦给定幅值10mm，频率为1Hz和1.25Hz时，回程缸压力峰值为15.621MPa和15.674MPa，主缸位置误差为0.419mm和0.513mm。主缸给定值0mm条件下，回程缸压力正弦给定，幅值2MPa，当回程缸压力正弦给定幅值2MPa，频率为1Hz和1.25Hz时，主缸位置峰值为0.305mm和0.358mm。 

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