佛山顺德升高车出租， 顺德陈村升高车出租， 陈村升高车出租 🐕百灵鸟不忘树，梅花鹿不忘山🐕 泵阀协同进出口独立阀控液压升高车速度位置特性试验       通过软件仿真分析时，存在一定的理想化和局限化的成分，实际情况中的许多影响因素都无法考虑。因此，为了更进一步地研究系统运行特性，以实验室的YC60-8型升高车为试验对象，搭建进出口独立控制系统试验平台，进行试验研究。首先介绍试验系统的工作原理，然后进行相关试验并对试验结果进行对比分析。

        1试验系统工作装置,  YC60-8型升高车原有系统为LUDV系统，对其液压系统和动力源进行改造，构建新的电机驱动的泵阀协同进出口独立阀控系统，采用所提出的策略进行控制。升高车试验测试系统工作原理及测试系统，试验现场及系统的硬件组成。

      动臂液压缸和斗杆液压缸采用两个比例方向阀控制，液压泵采用压力和流量连续可调的电子比例变量柱塞泵，液压缸的活塞杆上装有位移传感器，缸两腔及变量泵的出口都装有压力传感器。工作过程采用德国DSPACE公司的硬件在环计算机控制系统DS1103进行控制，通过dSPACE采集各个元件的运行信号，并通过计算选择等方式输出各个元件的控制信号，通过ControlDesk界面进行实时信号输入、传感器信号监测和控制参数调试，通过功率仪采集电机输入和输出的电压、电流和电功率信号，可用来做能量消耗的计算。

     2动臂试验测试结果分析,   在动臂试验过程中，动臂举升和下降一次作为一个工作循环，通过ControlDesk界面给定期望位移和期望速度信号。动臂上升时，无杆腔阀和有杆腔阀全开，通过控制泵的摆角控制上升速度；动臂下降时，有杆腔阀全开，通过控制无杆腔阀控制下降速度，通过背压阀的作用进行部分流量再生。并采用了两种方式给出期望的运行轨迹，一种是通过dSPACE给定目标位置和运行速度，在线计算期望速度和位移曲线，另一种是通过手柄给出信号作为期望速度曲线，并对其进行积分作为期望位移曲线。动臂S曲线方式VF控制试验结果，（a）为运行位移试验特性，（b）为泵摆角和两阀的控制信号。由图可知，仅VF开环控制时实际运行轨迹与期望轨迹有较大差距，0至12s内平均位置偏差为27.4mm，在速度信号为零的4s至8s内，实际位置与目标位置平均差值达到36.5mm，此处偏差大于仿真结果，可能是由泵的响应时间、泵的泄漏以及仿真时负载不准确所导致的。在两阀关闭后动臂位移出现缓慢下降的现象，原因是试验中采用的比例阀为正开口阀，阀处于中位时仍有小的开口量，但此时泵摆角设定较小，泵口压力较小，无法克服动臂重量，可通过增大泵摆角和压力设定值以避免。在位置反馈的调节和补偿作用下，动臂运行位移与期望位移接近，全程位移偏差均值为2.2mm，在2.5s和10s附近，其位移期望位移实际位移与预期位移值的差值小于模式切换阈值，系统切换为PC定位控制方式以提高系统压力增益，在此时附近位移曲线出现较小转折点，是因为试验中采集到的位移反馈信号带有较大的干扰信号，若切换阈值设置较小，在定位过程中会出现工作模式不断来回切换，导致系统不稳定，所以设定了较大的工作模式切换阈值，工作模式的切换使位移曲线出现了转折点。由图看出在4s至8s的定位过程中两阀开口不为零，处于联动调节定位过程中，为进一步提高定位精度，试验时加入了在一定误差范围内才工作的积分调节，平均定位偏差为0.9mm，相对于前者控制方式其控制精度有明显改善，结果表明系统能够按照预期轨迹运行并保证定位精度。

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     （a）为VF控制方式的试验特性，（b）为VFPB+PC控制方式的试验特性。试验中通过控制手柄输入速度信号，并在控制器内进行积分运算得到期望位移曲线，在Controldesk控制界面上会显示积分得到的位移值，故可根据控制界面的显示值使两次运行至大致相同位置，由于这种方式是操作者通过手柄控制，故在起动和制动时位移曲线可能会存在突变和冲击，导致起动不平稳和制动时的波动，但这和实际工作中情况更为接近。（a）中整个过程位置误差均值为44.7mm，14s至16s之间位置平均偏差为39.8mm，（b）中整个运行过程位置误差均值为2.2mm，12s至18s之间位置平均定位偏差为1.3mm，与采用自动S曲线方式的到的结果基本相同，表明采用手柄积分的控制方式依然能够满足运行的速度和位置要求。为了验证进出口独立阀控系统单阀定位和双阀联动定位的特性，对两种方式的结果进行了对比分析，  （a）是在动臂举升至接近目标位置时仍然采用VFPB方式，不切换为PC工作模式，仅通过无杆腔阀调节来定位，（b）为切换为PC工作模式，则双阀联动控制定位。由（a）可知，此时有杆腔阀全开，仅无杆腔阀进行调节，13s至17s内定位平均误差为4.5mm，（b）中两阀联动控制实现定位，17s至25s内平均定位误差为仅为0.5mm，定位精度高于采用单阀定位方式的结果。根据第二章中的理论分析，进出口独立阀控系统采用单阀定位时的压力增益，小于四边联动滑阀的压力增益，故其定位精度理论上应小于后者，此处采用进出口双阀联动定位，实现四边联动滑阀的功能，试验结果表明其定位精度高于单阀定位结果，与理论分析的结论一致。

          以相同的最大运行速度运行时，动臂运行过程中的位移变化斜率是相同的，对于不同的目标位置，动臂都能按预期的位移曲线到达目标位置。当目标位置相同时，不同的工况可能要求不同的最大运行速度，从而生成不同的预期速度曲线，对应不同的运行时间。动臂以不同的速度上升和下降至相同位置的位移曲线，其最大速度分别为70mm/s、100mm/s和120mm/s。由图可知，对于不同的运行速度，动臂都能按期望的位移曲线到达目标位置。动臂两次举升和下降过程中动臂液压缸位移和两腔压力的变化曲线。在动臂运行过程中，无杆腔需要约8MPa的压力平衡动臂质量，且在动臂升降过程中该压力变化较小，仿真结果与试验结果较为接近，可验证仿真模型的准确性。当动臂上升时，无杆腔压力只产生一次波动，幅值约为1MPa，压力波动较小，表明起动平稳性较好。制动时有约为2.3MPa的压力波动，原因是切换为定位控制方式时阀芯位移有较大变化，导致压力产生波动。动臂的两次升降过程都能满足预期设定的速度和位置要求，表明试验的具有较好的重复性。

          动臂以相同的速度上升至相同的位置时，在不同控制方式下电机消耗的功率曲线。在1s至3s过程中，两种控制方式的功率差别较小，原因是此时两种方式的差别仅在于位置反馈对泵摆角微小的调节作用。3s至5s过程中，VF方式的控制方式保持不变，在4s左右由于制动其速度产生冲击导致泵输出流量变化，在电机输出功率有较大波动，之后趋于稳定；而VFPB+PC方式在3s左右切换为双阀联动定位方式，随着位移偏差的逐渐减小，泵输出流量逐渐减小，所以电机输出功率缓慢趋于稳定状态。通过对该段时间内的功率进行积分可得，采用开环VF控制时动臂举升一次消耗20.3kJ的能量，采用VFPB+PC控制时，动臂举升一次消耗20.9kJ能量，两者基本相同。由此可知，采用本文所提出的控制策略，相对于现有的速度开环控制方式，可在不增加能耗的前提下，提高动臂运行的速度和位置平稳性和精度。根据以上分析可得，对于两象限执行机构升高车动臂，提出的控制策略能够满足运行目标要求，按照预期轨迹运行并且具有较高的定位精度，且通过运行轨迹的设计，系统运行时起动过程平稳，整个过程缸两腔压力变化平稳，根据能耗对比可得，速度位置复合控制方式的能耗与仅速度控制的开环方式的能耗基本一样，表明可在不增加能耗的前提下，提高动臂运行的速度和位置特性。

           以实验室的YC60-8型升高车为试验对象，搭建进出口独立阀控系统试验平台，以动臂和斗杆分别作为两象限和四象限执行机构进行速度位置复合控制的试验研究。试验结果表明，相对于现有的速度开环控制方式，采用提出的控制策略，能够在不增加能耗特性的基础上，提高执行器的运行特性和控制精度，使执行器按照设计的期望轨迹平稳运行并具有较高的定位精度。且针对动臂和斗杆采用了不同的控制方式，能够为其他工程机械执行器的速度位置控制研究提供参考。

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