流體脈動(dòng)的入流式主動(dòng)控制.pdf

1、隨著液壓系統(tǒng)向著高精度、低噪聲的趨勢(shì)發(fā)展，流體脈動(dòng)已成為制約液壓系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的脈動(dòng)控制方式是被動(dòng)式的，采用加裝抗性消振器或阻性消振器，通過(guò)改變系統(tǒng)的阻抗來(lái)衰減系統(tǒng)的流體脈動(dòng)。此類(lèi)消振器往往結(jié)構(gòu)參數(shù)固定或需要手調(diào)，不具有自適應(yīng)能力，并且對(duì)壓力脈動(dòng)的中、高頻削減效果較好，對(duì)于低頻脈動(dòng)往往削減效果不理想。近年來(lái)，參數(shù)自調(diào)整、適應(yīng)不同操作條件的有源脈動(dòng)主動(dòng)控制方式越來(lái)越受到關(guān)注。有源脈動(dòng)主動(dòng)控制的基本原理是利用主動(dòng)消振閥作為次級(jí)

2、脈動(dòng)源產(chǎn)生次級(jí)脈動(dòng)波，次級(jí)脈動(dòng)波與液壓系統(tǒng)中的原有脈動(dòng)波相互抵消，以消除液壓系統(tǒng)中的脈動(dòng)。在有源脈動(dòng)主動(dòng)控制方式中，很少有研究采用在主管路旁接一消振閥，通過(guò)消振閥向主管路注入小流量油液來(lái)抵消脈動(dòng)的主動(dòng)控制方式。本研究采用該種流體脈動(dòng)的入流式主動(dòng)控制方式進(jìn)行了理論和仿真研究。
　　首先通過(guò)間接實(shí)驗(yàn)結(jié)合仿真的方法驗(yàn)證流體脈動(dòng)的入流式主動(dòng)控制的可行性。然后針對(duì)柱塞泵引起的泵源脈動(dòng)提出入流式主動(dòng)控制系統(tǒng)，采用補(bǔ)油泵結(jié)合高頻響的受控消振閥向

3、管路中注入油液的方式產(chǎn)生次級(jí)脈動(dòng)。
　　基于壓電陶瓷材料設(shè)計(jì)了具備抗電磁干擾、分辨率高、工作頻率高等特點(diǎn)的消振閥作為有源脈動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并建立了數(shù)學(xué)模型。分析得到該閥的響應(yīng)頻率在1000Hz以上，流量特性也滿(mǎn)足要求。在控制器算法上，選擇成熟度高、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性佳的線(xiàn)性算法濾波-XLMS算法，文章對(duì)算法進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)。
　　研究建立了流體脈動(dòng)的自適應(yīng)前饋入流式主動(dòng)控制系統(tǒng)的Simulink仿真模型，仿真結(jié)果表明，

4、針對(duì)泵源脈動(dòng)的入流式主動(dòng)控制方式在合適的參數(shù)匹配下可以達(dá)到66.7％的脈動(dòng)衰減效果，甚至更高。分析了算法參數(shù)的取值對(duì)脈動(dòng)衰減的影響關(guān)系。此外，還研究了液壓系統(tǒng)參數(shù)如泵轉(zhuǎn)速、補(bǔ)油泵工作壓力對(duì)脈動(dòng)衰減效果的影響。泵轉(zhuǎn)速的提高會(huì)導(dǎo)致脈動(dòng)衰減率降低;補(bǔ)油泵工作壓力的增加可以提高脈動(dòng)衰減率。此外，研究還將該流體脈動(dòng)的入流式主動(dòng)控制方法運(yùn)用到了高速開(kāi)關(guān)閥控系統(tǒng)中，衰減由高速開(kāi)關(guān)閥動(dòng)作帶來(lái)的流體脈動(dòng)，仿真結(jié)果表明，對(duì)除泵以外的周期性脈動(dòng)也具有一定的脈