肇庆 鼎湖, 四会, 端州, 升高车出租 现有工程机械的液压系统中，每个执行器都由一个四边联动的比例阀控制，由于进出油口同时节流，导致大的节流损失，尤其是在超越负载工况。解决方案是采用两个或多个阀分别控制液压缸的两腔，称为进出口独立阀控系统，目前针对该系统的研究主要集中于系统的速度、压力和能耗特性。随着智能工程机械的智能化的发展和工作质量性能要求的不断提高，各执行器不仅要能满足速度高速平稳的要求和力的要求，而且也需要具有高的定位精度。针对以上存在的问题，本文提出基于泵阀协同进出口独立阀控系统的速度位置复合控制策略，在充分利用进出口独立阀控系统节能特性的基础上，进一步提高系统的运行特性和精度，并进行理论、仿真和试验研究；在此基础上，创新性地提出分腔独立变转速容积控制的分腔容积直驱电液系统，更进一步地消除系统中的节流损失，并进行了相关控制特性和策略的研究。具体的研究内容如下。本文首先建立进出口独立阀控系统的数学模型，对其静态特性、控制方式、能耗特性等进行总结和分析，为控制策略的设计提供理论基础和指II导，然后针对工程机械中典型的两象限执行结构和四象限执行机构分别设计相应的速度位置复合控制策略，以液压升高车动臂和工作斗为研究对象，建立整机数字样机进行仿真分析，进一步在某升高车上搭建试验平台并对其运行特性进行试验研究。结果表明，采用所提出的控制策略，能够在保证较低能耗的基础上，使执行器按照预期运行要求平稳运行并高精度定位，改善系统运行特性。
本文进一步根据进出口独立阀控系统原理和变转速泵控系统原理，创新性地提出分腔独立变转速容积控制系统—分腔容积直驱电液系统，完全消除了系统中的节流损失，具有更高的能量效率。依据其静态动态特性的分析设计相应的控制策略，建立仿真模型对其压力、位置、速度位置复合等特性进行仿真,并搭建试验平台进行试验。研究结果表明，所提出的总压力控制策略使系统具有和阀控系统完全相同的动态特性，且其速度位置复合控制策略能够改善系统的运行特性和精度。进一步的研究可考虑将其应用于液压升高车或其他工程机械中进行研究.
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液压传动系统因其输出力大，功率密度大等优点，在各类工程机械中常作为主要输出动力。在现有工程机械的液压系统中，多采用多路阀系统控制执行器的运行速度，该系统存在如下问题：一方面，这种多路阀系统具有一个自由度，只能决定液压执行器单腔的流量或压力，可控性较差，而且系统进回油路同时节流，导致节流损失大、能量消耗多、发热严重等问题，尤其在动臂工作斗的超越负载工况或回转制动过程，问题更加突出。在实际运行中，因动力源与某些工况不匹配，导致发动机的效率仅为75%左右，节流损失导致液压系统的效率仅30%左右。随着全球社会和经济的快速发展，能源短缺问题越来越严重，因此对工程机械运行过程节能方面的研究具有重要意义。另一方面，现有的作业方式多为操作者开环控制执行器的运行速度，通过操作者目测或经验来实现闭环，但在工程机械的许多高质量快速要求的作业中，例如平整工作、工作装置直线推进和水平提升，卸载后返回挖掘点等作业，仅仅通过操作者目测和手柄操作的配合，很难到达作业精度要求，即使操作者训练有素并且有足够的经验，也很难保证多次作业的重复性。 针对前者问题，现有的研究方向是采用两个或多个阀组分别控制液压执行器两腔的压力和流量，称为进出独立阀控系统，该回路可提高执行器的可控性并减少系统节流损失，国内外许多相关研究都表明该方法可明显的降低系统能耗。但现有针对进出口独立阀控系统的研究主要集中于回路原理、能量效率、控制策略等方面，仍为开环的速度控制方式，较少针对提高系统运行特性和控制精度的研究，仍难以满足后者问题中高质量作业和自动作业的发展要求。
针对以上存在的问题，本文对工程机械液压系统的回路原理、控制策略、运行特性等方面展开研究工作，研究内容主要包括两大部分。首先本文提出基于泵阀协同进出口独立阀控系统的速度位置复合控制策略，在充分利用进出口独立阀控系统节能特性的基础上，进一步提高系统的运行特性和控制精度，并进行相关的理论、仿真和试验研究；在此基础上，结合进出口独立阀控系统原理和变转速泵控系统的原理，创新性地提出了分腔独立变转速容积控制系统，称为分腔容积直驱电液系统，完全消除系统中的节流损失，更进一步地提高了系统的能量效率，设计控制策略使其具有与阀控系统完全相同的动态特性，并进行了相关的理论、仿真和试验研究。本文的研究工作在现有的进出口阀控系统研究基础上，进一步提高了运行特性和精度，并进一步提出分腔容积直驱电液系统，为工程机械的回路原理、节能特性、运行特性等研究工作提供了新的方向和思路，对促进国内工程机械电液控制技术的发展具有重要意义。
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