液压零流量开关控制系统的设计开题报告
2021-03-11 00:36:23
1. 研究目的与意义(文献综述)
数字液压技术的目的是通过在几毫秒的时间内打开/关闭阀门来实现液压控制系统简单、高效节能的性能。然而高速流动的流体具有很大的动能。当阀门突然关闭时,从阀门处开始迅速将液体动能逐层转化为压力能,相应产生一从阀门向容腔推进的高压冲击波;此后又从容腔开始将液体压力能逐层转化为动能,液体反向流动;然后,再次将液体动能转化为压力能而形成一高压冲击波,如此反复地进行能量转化,在管道内形成压力震荡。这个过程也被称为液压冲击,液压冲击的结果就是巨大的瞬时压力峰值使液压元件遭受破坏并且同时系统会产生强烈震动及噪声,并使油温升高。为了避免这种危害,本文采用了一种液压零流量开关控制系统,它的作用就是使阀门总处于零流量点,从而消除了在阀门切换过程中产生的压力脉动并且减少了开关处的功率损耗。
发展数字液压的挑战之一是数字液压系统需要快速响应和平滑响应,然而阀门的快速响应不可避免地导致压力脉动。当阀门开启时,流体以一定的速度流过阀口;当阀门同时关闭时,流体的动能转化为高压,压力可以是最大供应压力的数倍。在过去的几十年中,国内外许多科研人员尝试用不同的方法来解决这一问题。例如, 斐波那契编码方法,与脉冲编码调制控制方法中的二进制编码相比,它是通过减少同时切换的数字阀的数量来减少压力峰值进而减少压力脉动的[1]。专为液压降压转换器设计的以平坦化为基础的控制器旨在减轻压力脉动和振动响应[2]。但是这两种方法仅仅是用以减轻压力脉动而不是在阀门切换时消除压力脉动。还有人提出了以下的方法来降低压力脉动:被动滤波。液压被动滤波方法的特点是液压系统与外界无液压能量的交换,其方法主要是在液压泵的出口处设置蓄能器或在液压系统适当的位置加液压滤波器。这种方法适用于液压泵与液压阀之间连接管路短而粗且传输特性呈线性特征,其最终结果可以滤掉低频脉动,至于高频脉动可以由低通特性予以有效衰减。但是,当连接管路较长时,且出现谐振 , 这时用被动滤波方法降低低频压力脉动,其效果不理想。另外,由于被动滤波增加了液体容腔而降低了系统的刚度,从而影响了系统的动态性能指标[3]。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:设计一个零流量开关控制系统,以及相关的蓄能器和管路设置方式参数要求:
最大压力:250bar
压力流量特性:7l/min@5bar
3. 研究计划与安排
3月1号 - 3月20号 提交文献翻译和开题报告;
3月20号 – 4月17号 提交零流量开关控制系统及其蓄能器和内置管路的设计方案;
4月18号 – 5月17号 提交零流量开关控制器的三维方案;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]laamanen, a., linjama, m. amp; vilenlius, m. 2005. pressure peak phenomenon in
digital hydraulic systems – a theoretical study, power transmission and motion
control, aug, bath, uk.