变量泵系统的工作原理
恒压变量泵的液压原理
恒压变量泵的液压原理
恒压变量泵的基本液压原理是流量定量和压力自调节。
恒压变量泵由齿轮泵和调压阀组成。
齿轮泵通过齿轮的旋转，产生流体流动，将液体从低压区域吸入并推送到高压区域。
齿轮泵的流量输出通过调节齿轮泵的转速控制。
而调压阀则用于控制泵输出的液压压力。
恒压变量泵通过调节调压阀的工作状态来实现流量控制和压力控制。
恒压变量泵的调压阀一般采用油液压力控制阀。
该阀由控制阀芯和控制阀座组成。
当系统压力低于设定压力时，控制阀芯向上移动，泵的出口压力上升；当系统压力高于设定压力时，控制阀芯向下移动，泵的出口压力下降。
通过这种方式，调压阀能够根据系统需求自动调节泵的输出压力。
恒压变量泵的液压原理使得它能够根据系统需求自动调节输出流量和压力，从而实现恒定的液压工作状态。
当系统负载增加时，恒压变量泵可以自动增加输出流量来满足系统所需的液压能量；当系统负载减少时，恒压变量泵可以自动减小输出流量，以避免能量的浪费。
总之，恒压变量泵的液压原理基于流量定量和压力自调节。
通过控制泵输出的流量和压力，它能够在系统工作中保持恒定的液压工作状态，满足系统对液压能量的需求。
这种液压原理使得恒压变量泵在工业自动化控制系统等领域具有广泛的应用。
恒压变量泵的工作原理
恒压变量泵的工作原理
恒压变量泵是一种能根据系统需求自动调节输出流量和压力的泵。
它的工作原理如下：
1. 变量泵的流体输出量可由驱动器调节。
驱动器监测系统的流量需求并调整泵的转速来保持恒定的流量，以满足系统对流体的需求。
2. 可变容积泵采用一个可调节的偏心副与泵的腔室相连。
当泵的转子旋转时，泵腔中的容积会随之变化。
偏心副的位置可以通过调整传动机构来变化，从而改变泵腔的容积。
3. 驱动器测量系统中的压力，并根据需要调整泵的输出压力。
如果系统需要更高的压力，驱动器会调整偏心副的位置，使泵的腔室容积减小。
相反，如果系统需要更低的压力，驱动器会调整偏心副的位置，使泵的腔室容积增大。
4.由于变量泵的输出流量和压力可以根据系统需求进行调节，
因此它可用于多种应用中，例如液压系统、供水系统等。
总之，恒压变量泵通过调节流量和压力来满足系统对流体的需求。
驱动器通过监测和调整泵的转速和偏心副的位置来实现这一目标。
该泵具有广泛的应用领域，并能适应不同系统的要求。
液压双向变量泵的工作原理
液压双向变量泵的工作原理
液压双向变量泵是一种常用于液压系统中的泵，它具有调节输出流量和压力的能力。
它的工作原理可以简单地描述如下：
1. 结构：液压双向变量泵通常由一个可调节的斜盘和一个驱动轴组成。
斜盘上有一对叶片，它们可以通过调整斜盘的角度来改变泵的输出流量和压力。
2. 工作过程：当液压双向变量泵开始工作时，驱动轴会转动，带动斜盘和叶片一起旋转。
在旋转过程中，液体会被吸入泵的进口，并被叶片推到泵的出口。
3. 流量调节：通过调整斜盘的角度，可以改变叶片的位置和倾斜角度，从而控制泵的输出流量。
当斜盘的角度增加时，叶片的倾斜角度也会增加，导致泵的输出流量增加。
相反，当斜盘的角度减小时，叶片的倾斜角度减小，泵的输出流量也会减小。
4. 压力调节：液压双向变量泵还可以通过调整斜盘的角度来控制输出压力。
当斜盘的角度增加时，泵的输出压力也会增加。
相反，当斜盘的角度减小时，泵的输出压力也会减小。
总之，液压双向变量泵通过调整斜盘的角度来控制泵的输出流量和压力。
这种泵在液压系统中广泛应用，可以根据实际需求进行灵活调节，以满足不同工作条件
下的要求。
液压变量泵(马达)变量调节原理与应用
液压变量泵(马达)变量调节原理与应用
液压变量泵（马达）是液压传动中一种常用的液压元件，它有着广泛的应用范围和较高的性能指标。
液压变量泵（马达）的可变容积能力是其最大的特点之一，而其变量调节原理与应用则是实现这一特点的关键。
一、变量调节原理
液压变量泵（马达）的可变容积主要通过改变工作腔内有效容积实现。
这种有效容积的变化可以通过机械、液压或电控手段来实现，形成了不同的变量调节方式。
目前主要有以下几种方式：
1. 机械式变量调节
机械式变量调节主要通过改变可变容积泵或马达的偏心距或液压缸路程，实现泵或马达的输出流量调节。
此种方式调节简单，但调节范围较小、调节量不稳定，适用范围较窄。
以上三种方式各有优劣，应根据液压传动系统的实际需要选择适合的变量调节方式。
二、应用
液压变量泵（马达）是液压传动中实现定量供油的重要元件，其可变容积的特点使得其能够适应不同的负载需求，进而实现更高的效率和更低的能耗。
液压变量泵（马达）广泛应用于各种液压传动系统中，如工程机械、农业机械、船舶、飞机和机床等领域。
液压变量泵（马达）的特点决定了其在液压传动中具有广泛的应用前景。
未来，液压变量泵（马达）会更加普及化，应用范围更加广泛，同时为了适应能源的节约和减排等要求，高性能、高效率、节能的液压变量泵（马达）将成为液压传动领域的主流趋势。
恒压变量泵工作原理
恒压变量泵工作原理
恒压变量泵是一种能够保持工作流体流量和压力稳定的泵。
它通过自动调节泵的排量来保持流体的压力恒定。
下面是恒压变量泵的工作原理：
1. 压力传感器：恒压变量泵内置有一个压力传感器，用于感知工作流体的压力变化。
2. 控制系统：泵的控制系统根据压力传感器所感知到的实际工作压力，与设定的恒定压力进行比较，并进行调节。
3. 变量排量控制：恒压变量泵具有变量排量调节机构，可以根据控制系统的指令来调节泵的排量。
当实际工作压力低于设定的恒定压力时，控制系统会增加泵的排量，从而提高工作流体的压力；当实际工作压力高于设定的恒定压力时，控制系统会减小泵的排量，降低工作流体的压力。
4. 反馈控制：恒压变量泵的控制系统通过不断感知工作流体的压力变化，并根据实际压力与设定压力的差异进行调节，进一步实现恒定的工作压力。
综上所述，恒压变量泵通过压力传感器感知工作流体的压力变化，并通过控制系统的调节，不断调整泵的排量，从而保持流体的压力稳定在设定的恒定压力值。
这种工作原理使得恒压变量泵在不同工作条件下均能提供稳定的压力输出，适用于许多工业和农业领域。
A10VSO变量泵机构讲解
• kleine Schwenkwinkel => hohe Drücke große Schwenkwinkel => niedr. Drücke
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A10VSO泵及其变量机构概述
郭振会
Bosch Rexroth The Drive & Control Company
2001 Bosch Rexroth Mobile Hydraulic Seminar
ISO/DIS : 18/15
Bosch Rexroth The Drive & Control Company
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A10VSO泵及其变量机构概述
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控制形式:
2001 Bosch Rexroth Mobile Hydraulic Seminar
压力切断+负荷敏感
DR泵的调试顺序:
先将系统的高压溢流阀 调低，将泵的恒压阀调 高。
将闲置的恒流量阀调高 （至死点）。
启动系统，利用溢流阀 将系统压力逐步调高至 溢流阀调定压力，并固 定。
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A10VSO液压泵简介( 变量调节过程)
A10VSO液压泵功能简介一、结构及工作原理A10VSO液压泵是REXROTH公司生产的一种中负荷斜盘式变量泵，由于其优异的性价比，在冶金、机床、化工、工程等各领域得到了广泛的应用。
如图1为其结构图。
图1 结构图1 驱动轴2 止推盘3 控制活塞4 控制阀5 压力侧6 配油盘7 吸油侧8 缸体9 柱塞10 柱塞滑靴11 摇杆12 预压腔13 回程活塞电机把一个输入扭矩传递给泵驱动轴1，缸体8和柱塞9随驱动轴一起旋转，在每个旋转周期内，柱塞9产生一个线性的位移，这个位移的大小由摇杆11的角度决定。
通过止推板2，柱塞滑靴10紧紧地贴在摇杆11上，在每个旋转周期内，每个柱塞9都转过由其初始位置决定的下死点和上死点，通过配油盘6上的两个窗口吸入与排出的流体容积与柱塞面积和位移相匹配。
在吸油区，流体进入柱塞腔容积增大部分，与此同时，各个柱塞把流体压出柱塞腔容积减小部分。
在柱塞到达压力区之前，通过优化的预压缩容腔12，柱塞腔内流体压力已经得到提升。
这就极大地减少了压力冲击。
摇杆11上斜盘的角度在最小与最大范围内无级调整，通过改变斜盘角度，柱塞位移即排量得到改变，通过控制活塞3就能改变斜盘角度。
在静压支撑作用下，摇杆可以平稳运动，并且克服回程活塞13的作用力而保持平衡。
增加斜盘角度即增大排量，减小角度即减小排量。
斜盘角度永远不可能到达完全的零位，因为一个最小的流量是必须的：冷却柱塞补偿内泄漏润滑所有运动部件二、变量形式与其它液压泵一样，该泵也可以组成多种变量形式，主要有压力控制、流量控制、功率控制、电子控制等，还可以把几种控制形式组合成复合控制。
1、两位控制简称DG（Two Position Control），顾名思义，只有两个位置的控制，要么泵最小摆角（零摆角），要么泵最大摆角，是一种特殊的控制方式。
结构和原理分别如图2和图3所示。
图2 DG 结构图 图3 DG 原理图通过将外部控制压力连接到油口X ，此压力直接作用在变量活塞上，根据该压力的大小，可以将变量泵的摆角设置为最大或最小。
变量柱塞泵的流量和压力控制方式(DFR1)的原理详解
变量柱塞泵的流量和压力控制方式（DFR1）的原理详解：
1、图中DR模块的压力阀符号类似于溢流阀的工作原理，区别在于当系统压力达到压力阀设置压力（如执行件运动到位）的时候，压力阀打开，溢流阀将压力油溢流回油箱，而此处压力阀将压力油流入斜盘调节油缸中并驱动斜盘动作，直至变量泵的输出流量为最小流量（油压达到DR控制设定的压力）或者执行器动作所需的指定流量（油压接近DR控制设定的压力，略小）。
其中，调节的流量保持压力阀开启和斜盘位置不变，而最小流量通过变量泵内部系统或者系统溢流阀流回油箱。
DR控制：溢流阀：
DR控制下的压力和流量曲线图如图所示：
2、图中DF模块和可变节流孔（如方向阀）通过管路连接组成的液压回路，其工作原理类似于溢流节流阀的工作方式，区别在于当压力阀对节流阀进行压力补充（达到稳定流量作用）后，溢流节流阀将压力油溢流回油箱，而组合回路将压力油流入斜盘调节油缸中并驱动斜盘动作，直至变量泵的输出流量为通过可变节流孔（如方向阀）的流量。
其中，调节的流量保持压力阀开启和斜盘位置不变，而输出流量通过可变节流孔（如方向阀）作用于系统中。
DF流量控制：溢流调速阀：
DR控制下的压力和流量曲线图如图所示：。
变量泵工作原理
变量泵工作原理
变量泵工作原理是指利用可调节的机械结构和能量储存元件来实现流体输送的自动化装置。
它的基本工作原理包括以下几个步骤：
1. 储能阶段：在泵的工作开始之前，储能元件会被注入或者压入储能区，通常采用弹簧、膨胀性物质或压缩空气等作为储能介质。
2. 输送阶段：当外部激励作用于储能元件时，储能元件释放储存的能量，推动可调节结构实现流体的输送。
调节结构可以是特殊形状的齿轮、活塞、螺杆等，通过旋转或者移动来改变泵的容积或者几何形状。
3. 回收阶段：当泵的输出达到预定压力或者被外部控制终止时，泵会进入回收阶段。
在这个阶段，可调节结构反向工作，将流体推回储能区，同时恢复储能元件的初始状态。
变量泵的工作原理可以通过调节储能元件的强度或者压缩程度来改变泵的输送能力。
这种泵具有结构简单、可靠性高、响应速度快以及对介质适用性广等优点，并且可以根据需要进行实时调整和控制。
因此，在工业自动化、流程控制以及某些特殊实验场合中，变量泵具有重要的应用价值。
变量液压泵工作原理
变量液压泵工作原理
液压泵是一种通过液压力来传递能量的设备。
它的工作原理是利用机械和液压力来驱动液压系统。
液压泵主要由驱动轴、泵体、进、出油口等组成。
当驱动轴旋转时，泵体内的液体被吸入，然后通过压缩腔被排出。
液体的运动是通过两个活塞的周期性运动来实现的。
当驱动轴旋转时，活塞开始向后移动，从而产生一系列的机械力。
这个机械力将作用在液体上，使其被吸入泵体内。
同时，进口阀门打开，以确保液体能够顺利进入泵体。
当活塞向后移动到最大位置时，进口阀门关闭，阻止液体逆流。
然后，活塞开始向前移动，通过排油阀抬升并压缩液体，使其被从出油口排出。
液压泵的工作原理基于浸没在液体中的活塞。
由于液体的不可压缩性，活塞在运动过程中能够产生足够的压力来推动液体流动。
这种流动的液体可以传递能量给液压系统中的其他部件，如液压缸或马达。
总之，液压泵通过驱动轴的旋转来产生机械力，并通过活塞的运动将液体进行吸入和排出。
这种工作原理使得液压泵成为一种重要的液压传动设备，广泛应用于各个工业领域中。
变量泵控制变量马达系统建模及控制
变量泵控制变量马达系统建模及控制王岩【摘要】The variablepump controlling variablemotor （VPCVM） is an essential nonlinear system with dualinput, singleoutput and coupling, for which regular control algorithms are ineffective to achieve the required control performances. Based on linearization theory for VPCVM, we propose an improved BangBang control algorithm for tackling the nonlinearity and the unsolvable coupling. First we develop a mathematical model of VPCVM involving the multiplication nonlinearity with the output variable; and then, we linearize the model by using the feedback linearization theory. Based on the linearized model, we develop the improved BangBang control algorithm to achieve the rapid control for VPCVM. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm realizes the desired rapid control on VPCVM with performances higher than that of conventional control methods. Furthermore, this algorithm exhibits a strong robustness against the variations of rotational speed and load.%变量泵控制变量马达系统是一个双输入单输出耦合本质非线性系统，常规控制方法很难取得满意的控制效果．针对变量泵控制变量马达系统非线性和不可解耦的特点，提出基于线性化理论的变量泵变量马达Bang-Bang控制算法．首先建立变量泵控制变量马达系统数学模型，模型存在包括输出变量在内的相乘非线性，然后运用反馈线性化理论将非线性数学模型线性化，最后提出新的Bang-Bang控制算法实现变量马达的快速控制．仿真研究表明该算法可以实现系统快速控制，效果优于目前常规控制方法，而且算法对马达转速和负载变化都具有较强的鲁棒性．【期刊名称】《控制理论与应用》【年(卷),期】2012(029)001【总页数】6页(P41-46)【关键词】反馈线性化;Bang-Bang控制;鲁棒性【作者】王岩【作者单位】北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TP271.31 引言(Introduction)变量泵控制变量马达系统因具有效率高、调速范围宽等优点在大型采掘机械和部分工程机械中广泛应用,在不考虑系统泄漏时,马达转速为式中:ωm为马达转速,ωp为变量泵转速,qp为变量泵排量,qm为变量马达排量. 由式(1)可以看出,变量泵控制变量马达系统是一个双输入(变量泵排量和变量马达排量)单输出(变量马达转速)的双变量耦合本质非线性液压系统.当ωp一定时,对于期望转速ωm有无穷多组输入(qp,qm)满足要求,控制量存在不确定性,常规控制方法很难取得满意控制效果[1].目前变量泵控制变量马达系统有两种控制方法,一是将变量泵控制变量马达系统分解为变量泵控制定量马达和定量泵控制变量马达[2−3],这种控制方法降低了系统调速性能;二是变量泵和变量马达转速同时控制,文献[4−5]采用Takagi-Sugeno模糊算法实现变量泵变量马达系统控制,但响应速度比较低.近年来,微分几何理论的发展推动了非线性系统的研究,它在非线性系统的线性化与解耦控制中起到了重要作用[6−7].文献[8]采用微分几何方法解耦,运用反馈线性化方法对解耦后的系统进行线性化实现了磁浮列车搭接结构的非线性解耦控制;文献[9]运用微分几何理论和状态反馈控制律实现了交流异步电动机运行控制模型的完全线性化和解耦控制.变量泵控制变量马达系统是双输入、单输出非线性系统,无法实现解耦,但可以运用反馈线性化理论将其线性化,为其他控制算法的引入提供可能. 针对本文控制系统存在包括输出变量在内的相乘非线性,首先运用反馈线性化理论将马达转速表达成变量泵控制电压和变量马达控制电压的线性组合;其次在不解耦情况下,根据Bang-Bang[10−11]控制时间最优特点,提出新的Bang-Bang控制算法实现变量马达的快速控制.传统Bang-Bang控制器的输出仅取决于切换函数的正、负,新Bang-Bang控制器的输出不仅取决于切换函数的符号,而且还取决于控制量系数的正、负;最后通过仿真验证了控制算法的正确性和鲁棒性.2 变量泵控制变量马达系统建模及线性化(VPCVM model and linearization)变量泵控制变量马达系统如图1所示.图1 变量泵控制变量马达原理Fig.1 The principle of VPCVM2.1 变量泵控制变量马达系统建模(VPCVM model)变量泵排量控制:式中:Tp为变量泵的时间常数,kp为变量泵的比例系数,up为变量泵控制电压.变量马达排量控制:为了确保系统安全,马达的初始排量为全排量,最小排量为全排量的0.3倍,随着控制电压增加马达排量减小,因此马达实际排量为式中:qmmax为变量马达全排量,qmk为变量马达控制排量.式中:Tm为变量马达的时间常数,km为变量马达的比例系数,um为变量马达控制电压.变量泵流量方程:式中:Qp为变量泵的输出流量,Ctp为变量泵的总泄漏系数,P为变量泵高压腔压力. 液压马达的流量连续方程:式中:Ctm为变量马达的总泄漏系数,V0为变量泵高压腔一侧的总容积,βe为液压油弹性模量.马达的负载力矩平衡方程:式中:Jt为负载转动惯量,Bt为阻尼系数,TL为负载力矩.联立式(2)−(7)得令x1=qp,x2=qmk,x3=P,x4= ωm,则式(8)可以写为式中:由式(9)可以看出,式(9c)(9d)中存在包括输出量x4在内的相乘非线性,变量泵控制变量马达是一个双输入up和um、单输出ωm的本质非线性系统.将式(9)改写为式中:x=[x1x2x3x4]T为系统的状态,u=[upum]T为系统输入,系统输出:应用反馈线性化方法式(12)将式(10)进行线性化:式(12)中,符号Lfh(x)表示h关于f的Lyapunov导数,其定义为Lfh(x)= f(x).由由式(12)得式中:由式(13)可以看出,变量泵控制变量马达系统是一个双输入up和um、单输出ωm 的系统,使用反馈线性化将其转化为线性关系,通过控制up和um使系统的输出y 满足要求.3 变量泵控制变量马达Bang-Bang控制算法(Bang-Bang control for VPCVM) 线性化以后变量泵控制变量马达系统是一个双输入单输出不可解耦模型,为了实现系统时间最优控制,在不解耦情况下将Bang-Bang控制理论引入系统控制.3.1 Bang-Bang控制的原理(Principle of Bang-Bang control)Bang-Bang控制又称时间最优控制,设非线性时变系统的状态方程由下列微分方程描述[12]:初始条件为x(t0)=x0.目标集条件为S(t),x(t)∈S(t).性能指标为J(t)=1dt=tf−t0.控制u(t)是受限的,即|u(t)|≤M.现在的问题是要求最优控制函数,使系统从x0最快转移到终值状态xj:J()≤J(u),u∈Ω.对象的状态方程(12)满足一定条件时,受限控制uj(t)的最优解为其中:(t)为开关函数,∆表示不确定.3.2 变量泵变量马达系统Bang-Bang控制算法(Bang-Bang control for VPCVM) 根据式(13)和第3.1节Bang-Bang控制原理,采用式(15)可以实现变量泵控制变量马达的时间最优控制,也就是使系统响应最快[10−11].变量泵控制电压up∈[−M,+M],变量马达控制电压um∈[−N,+N].定义马达转速误差e:式中:e为马达转速误差;yd为马达期望转速.取切换函数式中c1,c2满足hurwitz条件.根据Bang-Bang控制原理和式(13),变量泵变量马达系统Bang-Bang控制算法思想如下:1)如果切换函数q＞0,则可以解释为系统输出y小于期望yd,必须使y增大.2)要快速增大y,则必须快速增大y(1);要快速增大y(1),则必须快速增大y(2);要快速增大y(2),则必须快速增大y(3);要快速增大y(3),则必须使式(13)中的G1(x)up＞0和G2(x)um＞0.3)要使G1(x)up＞0,有两种情况:如果G1(x)＞0,则up=+M;如果G1(x)＜0,则up=−M.同理可以推导出其他情况,如图2所示.图2 变量泵控制变量马达Bang-Bang控制律Fig.2 Bang-Bang control law for VPCVM根据图2得基于线性化理论的变量泵变量马达Bang-Bang控制律如表1所示.表1 变量泵控制变量马达Bang-Bang控制律Table 1 Bang-Bang control law for VPCVM注:“+”表示大于零,“−”表示小于零,“x”表示不论何值,“不变”表示控制信号保持不变.q G1(x) up G2(x) um+ + +M + +N+ − −M − −N− + −M + −N−−+M−+N 0 x 不变 x 不变由表1可以看出,在基于线性化理论的变量泵变量马达Bang-Bang控制算法中,只需根据切换函数q,G1(x)和G2(x)的正负就可确定变量泵up和变量马达控制量um,避免出现引言中提到对于期望ωm有无穷多组(up,um)问题,且大大减少了算法的计算量.传统Bang-Bang控制器的输出仅取决于切换函数q的正、负,而新Bang-Bang控制器的输出不仅取决于切换函数的符号,而且还取决于控制量系数G1(x)和G2(x)的正、负,这是两者之间的不同,也是本文解决多输入单输出系统快速性的创新点. 3.3 零动态分析(Analyse of zero-dynamics)系统输出的李导数为:根据相对阶定义,公式(9)描述的系统相对阶γ=3,小于系统的相对维数n=4.由伏柔贝尼斯定理可知:存在n−γ =1个函数ξ(x),使其满足Lgξ(x)≤dξ(x),g≥0,且满足秩条件:求得一个解为则当y===0时,系统零动态方程为由式(9a)可以看出,x1是一个惯性环节,根据第3.2节控制算法可知输入up有界,则x1有界.由式(20)可以看出,ξ也是一个惯性环节,当x1有界时,ξ有界.由此可以看出,系统零动态稳定.4 传统控制算法仿真研究(Traditional control law simulation)变量泵控制变量马达系统,采用上海柴油机股份有限公司的D6114ZG9B型柴油机,Linde公司型号为HPV75--02变量泵和型号为HMV105--02变量马达(注:马达最大排量为全排量,最小排量为0.3倍全排量).系统参数:工程机械中将变量泵控制变量马达系统分解为变量泵控制定量马达和定量泵控制变量马达两个阶段来控制,为此传统控制算法分为3种形式,即变量泵控制定量马达系统、定量泵控制变量马达系统和变量泵变量马达独立PID控制,下面分别加以研究.4.1 变量泵控制定量马达(Variable displacement pump control fixed displacement motor)图1中马达为定量马达,排量为60cc/rev,负载TL=50N·m,变量泵采用PID控制,控制参数为kp=0.0015,ki=0.0015,kd=0.0002,马达转速响应如图3所示,在马达期望转速ωmp=150rad/s时,系统超调量0.7%,调节时间tp=0.75s.4.2 定量泵控制变量马达(Fixed displacement pump control variable displacement motor)图1中泵采为全排量,马达采用PID控制,控制参数为kp=0.0002,ki=0.0008,kd=0.0001,负载TL=50N·m,马达转速如图3所示,在马达期望转速ωmp=150rad/s时,系统超调量1.9%,调节时间tp=0.82s.图3 传统算法下变量泵变量马达系统响应Fig.3 Motor speed of VPCVM controlled by traditional control law4.3 变量泵变量马达独立PID控制(PID control for variable displacement pump and variable displacement motor)图1中变量泵和变量马达控制,采用PID控制算法,负载TL=50N·m,变量泵变量马达独立控制马达信号速度响应如图3所示,系统超调量0.5%,调节时间为0.631s.在马达期望转速ωmp=150rad/s时,超调量0.5%,调节时间tmp=0.631s,此时变量泵和变量马达排量如图4所示.图4 变量泵变量马达独立控制排量百分比Fig.4 Pump and motor displacement percent由图3可以看出tmp＜tp＜tm,也就是说变量泵控制变量马达系统比变量泵控制定量马达系统或者定量泵控制变量马达系统响应速度快.由图4可以看出,变量泵和变量马达各自独立控制时在t∈[0.2,0.5]区间内存在排量耦合现象,影响系统的响应速度.5 基于新的Bang-Bang算法仿真(Simulation based on the new Bang-Bang) 根据第3部分新的Bang-Bang算法原理,取式(17)中的参数c1=0.04,c2=0.0001进行仿真研究,仿真分为两种情况,即相同负载不同转速和相同转速不同负载.5.1 相同负载不同转速仿真(Simulation under the same load and different speed)当负载TL=50N·m,马达期望转速为ωm1=50rad/s,ωm2=100rad/s,ωm3=150rad/s时,在新Bang-Bang控制算法作用下系统响应如图5所示,在ωm3=150rad/s时变量泵和变量马达排量百分比如图6所示.图5 相同负载不同转速仿真Fig.5 Simulation under the same load and different speed图6 转速150rad/s时泵和马达排量百分比Fig.6 Pump and motor displacement percent at motor speed 150 rad/s由图5可以看出,采用新Bang-Bang控制器可以实现变量泵变量马达系统的控制,在马达期望转速ωm3=150rad/s时,系统调节时间t1s=0.275s,系统无超调量、无溢流.同时,可以实现马达期望转速ωm1=50rad/s, ωm2=100rad/s和ωm3=150rad/s的控制,且性能基本相同,验证了基于反馈线性化Bang-Bang控制器具有较强的鲁棒性.对比第4部分变量泵控制变量马达系统传统控制算法可以看出,基于反馈线性化Bang-Bang控制器提高了系统响应速度,减小了超调量,算法具有明显优势.由图6可以看出,变量泵排量要么是全排量,要么是零;变量马达要么是0.3倍全排量,要么是全排量.系统压力建立起来后,当泵是全排量时,马达为0.3倍全排量;当泵为零排量时,马达为全排量,根据式(1)可以看出,此时系统响应速度最快.根据式(1)马达转速原理,对比图4和图6变量泵和变量马达控制信号,可以看出基于新的Bang-Bang算法变量泵变量马达控制较变量泵和变量马达独立控制具有明显优势,也揭示了新的Bang-Bang算法可以加快系统响应速度的原因.5.2 相同转速不同负载仿真(Simulation under the same speed and different load)采用新Bang-Bang控制器进行马达转速控制,马达期望转速ωm=100rad/s,外部负载分别为TL1=50N·m,TL2=100N·m和TL3=150N ·m,系统响应如图7所示. 图7 相同转速不同负载仿真Fig.7 Simulation under the same speed anddifferent load由图7可以看出,对于马达期望转速ωm=100 rad/s,当外部负载TL1=50N·m时,系统调节时间t1s=0.2s,超调量σ1=0.01%;当外部负载TL2=100N·m时,系统调节时间t2s=0.213s,超调量σ2=0.05%;当外部负载TL3=150N·m时,系统调节时间t3s=0.228s,超调量σ3=0.5%,仿真结果表明在负载大范围内变化时系统性能基本不变,说明基于线性化理论变量泵控制变量马达Bang-Bang控制算法具有较强鲁棒性.6 结论(Conclusion)通过对变量泵控制变量马达系统的研究,得出以下3点结论:1)变量泵控制变量马达系统是一个双输入单输出的本质非线性系统,可以运用反馈线性化理论进行线性化,但由于其是单输出系统所以不能解耦;2)基于反馈线性化理论的变量泵变量马达Bang-Bang控制算法可以实现系统快速控制,对转速及负载变化的有较强鲁棒性,而且算法简单、计算量小;3)传统Bang-Bang控制器的输出仅取决于切换函数q 的正、负,而新Bang-Bang控制器的输出不仅取决于切换函数的符号,而且还取决于控制量系数G1(x)和G2(x)的正、负,该算法对多输入单输出系统控制具有借鉴作用.参考文献(References):【相关文献】[1]王岩,付永领,牛建军.变量泵－变量马达自适应控制算法研究[J].中国机械工程,2009,20(10):1173–1179.(WANG Yan,FU Yongling,NIU Jianjun.Adaptive control algorithm for variable pump-variable motor system[J].China Mechanical Engineering,2009,20(10):1173–1179.)[2]SANELIUS M.On complex hydrostatic transmissions[D].Link ping,Sweden:Link PingStudies and Technology,1999.[3]万丽荣,赵胜刚,沈潇,等.基于MATLAB/SIMULINK的变量泵变量马达调速系统动态仿真[J].煤矿机械,2007,8(2):26–28(WAN Lirong,ZHAO Shenggang,SHEN Xiao,et al.Dynamic 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油研比例变量泵系统简介
油研比例变量泵系统简介比例变量泵是电液比例控制技术的重要元件之一，属容积调速控制系统范畴。
日本YUKEN、先后研制开发了多种比例变量泵，使比例控制技术得到了新的发展。
其节能效果明显的突出优点，适应了液压控制技术的发展趋势和客户的需求。
国外的一些高性能注塑机上已经应用了比例变量泵系统。
为使这一技术在国内塑机行业得到推广应用，震德公司新开发的CJ80M2V、CJ150M2V等机型率先配置了比例变量泵系统，使整机部分性能指标有了新的提高。
一、比例变量泵系统构成图1、图2分别是应用了比例变量泵的CJ80M2V、CJ150M2V机的液压原理图。
其中P1为负载敏感型比例变量柱塞泵，与CJ80M2、CJ150M2液压系统相比较，由原来的定量叶片泵+比例压力阀+比例方向流量阀转变为兼具比例压力、比例流量、负载压力反馈等多种复合控制功能的比例变量泵系统。
系统工作时，通过改变I1、I2两个电信号，对比例变量泵的排量参数（斜盘倾角）进行控制和调整，就可向系统提供驱动负载所需的压力和流量，控制十分简洁。
具体而言，比例变量泵系统除具有常规比例控制系统的特点外，更具有如下特点：1．相同功率的机器，注射速率可提高25%，更适应薄壁精密注塑需要。
2．系统发热降低,液压元件使用寿命延长。
节流、溢流损失是系统发热的主要原因。
由于比例变量泵系统节流、溢流损失减小，系统发热大大降低。
3．整机运行时压力，流量控制更稳定准确，操控简便快捷。
4．能量损耗减少，系统效率提高。
由于比例变量泵本身所具有的良好的自适应性，其输出的流量和压力能够与负载需求相一致,解决了节流调速系统的流量不适应和压力不适应的问题，节流、溢流损失降低，能量损耗减少，系统效率提高，其节能效果十分明显，与标准机型相比较，可节电20%以上。
四、使用注意事项1．厂内试机时，第一次起动油泵马达前，需从泵体上部的注油口（有明显标志）注入清洁的液压油，注满后把原来的油塞装回，拧紧。
2．使用本机需注意保持液压系统的清洁，以延长油泵的使用寿命。
变量泵的原理及应用
变量泵的原理及应用编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（变量泵的原理及应用）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为变量泵的原理及应用的全部内容。
1.1液压变量泵（马达)的发展简况、现状和应用1.1。
1 简述液压变量泵及变量马达能在变量控制装置的作用下能够根据工作的需要在一定范围内调整输出特性，这一特点已被广泛地应用在众多的液压设备中,如：恒流控制、恒压控制、恒速控制、恒转矩控制、恒功率控制、功率匹配控制等。
采用变量泵（马达）系统，具有显著的节能效果，近年来使用越来越广泛，而且新的结构和控制方式发展迅速,各个生产厂也在不断改进设计,用以满足液压系统自动控制的不断发展需要。
使用液压系统的目的在于可使某一执行对象以预定的速度向正反两个方向运动。
此时，为调节速度需进行节流，致使能量有所损失，并导致系统效率降低,为此需采用变量泵实现容积控制。
使用变量泵进行位置和速度控制时，能量损耗最小。
正确地使用和调节泵的流量,可使其只排出满足负载运动速度需要的流量，而使用定量泵时只有部分流量供给负载,其余的流量需要旁通至油箱。
此外，为了在不增加管路阻力的条件下提高液压马达的速度，也有必要为减少液压马达的排量而采用变量马达。
图1-1 三大类泵的变量调节 1.1.2 叶片变量泵（马达）的研发历史和发展 根据密封工作容积在转子旋转一周吸、排油次数的不同，叶片泵分为两类,即完成一次吸、排油的单作用叶片泵和完成两次吸、排油的双作用叶片泵。
根据叶片泵输出流量是否可调，又可分为定量叶片泵和变量叶片泵，双作用叶片泵均为定量泵。
根据叶片变量泵的工作特性不同可分为限压式、恒压式和恒流量式三类,其中限压式应用较多。
变量泵变量马达容积调速回路
变量泵变量马达容积调速回路1 引言变量泵变量马达容积调速回路是一种在机械系统中广泛应用的技术。
它通过控制液压马达和水泵的容积大小来达到调节机械设备运行的速度和负载的目的。
本篇文章将从原理、应用、优缺点等多个方面探讨该技术的相关内容。
2 原理变量泵变量马达容积调速回路的基本原理是利用流量不变的液压系统，通过调节容积（即液压泵和液压马达的容积）大小，从而实现机械设备的速度和负载的调整。
其工作原理如下：当液压泵通过齿轮传动来推动液压油时，液压油进入液压马达，驱动机械设备运转。
如果增大泵的容积，将会增加流量，从而增加输出扭矩和转速。
反之，若减小泵的容积，则会减小流量和马达的输出扭矩和转速。
因此，通过调节液压泵的容积，即可实现机械设备的运转速度和负载的调整。
3 应用变量泵变量马达容积调速回路广泛应用于工程机械、冶金、化工等行业的液压系统中。
其中，工程机械方面，如挖掘机、铲车、装载机等都需要使用液压系统调节机械设备的速度和负载。
此外，变量泵变量马达容积调速回路还被广泛地应用于轴、齿轮等机械传动系统中，能够有效控制设备的转速、转矩和输出功率。
4 优缺点变量泵变量马达容积调速回路的优点主要有以下几点：1. 能够实现精确的速度和负载控制，提高设备工作效率;2. 工作稳定性高，噪音小；3. 对于机械负载变化较大的情况，调速回路的扭矩输出能力对负载的调节响应速度非常快。
但其缺点也需要注意：1. 设备成本较高，因为需要在设计中添加调速回路相关的构件；2. 依赖液压系统，容易受到气泡、沙子等杂质的干扰，从而影响设备的工作稳定性；3. 如果调节回路出现问题，会导致设备不能正常工作。
5 总结本文介绍了变量泵变量马达容积调速回路的相关原理、应用和优缺点。
该技术不仅可以实现精确的速度和负载控制，对提高机械设备的工作效率也有很大帮助。
但是在使用中需要注意系统的稳定性和可靠性，及时检查调节回路是否存在问题，并及时进行维修保养，以确保设备的正常工作。
注塑机变量泵工作原理
注塑机变量泵工作原理
注塑机的变量泵是指通过对变量泵的供油量进行调节，来改变液压系统输出液压的一种设备。
其工作原理如下：
1. 变量泵由电机驱动，通过传动装置带动泵体旋转。
2. 泵体内部装有一定数量的齿轮，当泵体旋转时，齿轮之间的间隙会产生一定的容积。
3. 在泵体的面积部分，有进油口和出油口，通过不断旋转的泵体，可以将液体从进油口吸入泵体，然后通过出油口输出。
4. 变量泵内部的容积可以通过改变泵体的转速来调节，转速越高，容积越大，供油量也就越大；转速越低，容积越小，供油量也就越小。
5. 变量泵的供油量与电机的转速成正比，通过调节电机的转速，可以改变变量泵输出的液压。
6. 泵的输出液压通过管道连接到注塑机的液压系统，用于实现注塑机的各种动作，如合模、注射、射退等。
总结：注塑机的变量泵是通过改变泵体的转速来调节泵的输出液压，进而控制注塑机的各种动作。
变量泵工作原理
变量泵工作原理变量泵是一种能够根据系统需求调整输出流量的液压泵，它具有高效、灵活、节能等特点，被广泛应用于工程机械、农业机械、航空航天等领域。
那么，变量泵是如何工作的呢？接下来，我们将深入探讨变量泵的工作原理。
首先，我们来了解一下变量泵的结构。
变量泵通常由泵体、转子、液压控制阀和调节机构等部件组成。
其中，泵体内部有多个齿轮或叶片，液压油通过泵体进入，通过转子的旋转运动产生液压能，然后通过液压控制阀调节输出流量，最终传递给液压执行元件完成工作任务。
其次，变量泵的工作原理主要包括以下几个方面。
首先是液压控制阀的调节作用，液压控制阀通过感应液压系统的压力、流量等参数，来调节变量泵的输出流量和压力。
其次是调节机构的作用，调节机构可以根据系统需求来改变泵的工作状态，使得泵的输出流量和压力能够实时调整。
最后是泵体内部结构的作用，泵体内部的齿轮或叶片通过旋转运动产生液压能，并将其转化为输出流量和压力。
此外，变量泵的工作原理还涉及到液压系统的工作特点。
液压系统是由液压泵、液压执行元件、液压控制阀、油箱等部件组成的，它通过液压油的传递来完成各种工程机械的动作。
而变量泵作为液压系统的核心部件之一，其工作原理直接影响着整个液压系统的工作效率和性能。
总的来说，变量泵的工作原理是通过液压控制阀和调节机构来实现对泵的输出流量和压力的调节，同时依靠泵体内部结构的运动来产生液压能。
这种工作原理使得变量泵能够根据系统需求实时调整输出流量和压力，具有高效、灵活、节能等优点，为液压系统的稳定运行提供了重要保障。
综上所述，变量泵的工作原理是液压控制阀、调节机构和泵体内部结构相互协调作用的结果，它在液压系统中扮演着至关重要的角色。
通过对变量泵工作原理的深入了解，我们可以更好地应用和维护液压系统，提高设备的工作效率和性能，实现更加精准、稳定的工程操作。
压力补偿变量泵的流量调节原理
压力补偿变量泵的流量调节原理1. 前言说到流量调节，咱们生活中其实有不少有趣的例子。
就像你早上喝咖啡，有时候想要一杯浓烈的意式浓缩，有时候又想要一杯清淡的拿铁，这流量的变化就跟咱们的需求息息相关。
而压力补偿变量泵就像是咖啡师，能根据你的口味调整流量，让你每次都能喝到心仪的那一杯。
接下来咱们就来聊聊这个神奇的泵，它是怎么工作的。
2. 什么是压力补偿变量泵2.1 定义简单来说，压力补偿变量泵就是一种能够根据系统压力的变化，自动调整流量的设备。
它的工作原理就像是一个随时听你指挥的朋友，无论你是想要加大力度，还是想要减小流量，它总能在第一时间响应你。
试想一下，如果你正要洗车，水流忽大忽小，那可真是麻烦。
不过，有了这个泵，这一切都不再是问题。
2.2 结构特点这个泵的结构其实也不复杂。
它里面有一个压力补偿装置，通常是通过一个阀门来实现。
当系统压力增加时，这个阀门就会自动调整，保持流量的稳定。
就像是你在游泳池里，想要浮起来的时候，得用力一推，压力增加了，就能保持你漂浮在水面上。
这种“自我调节”的特性，让它在工业应用中如鱼得水。
3. 工作原理3.1 压力反馈机制压力补偿变量泵的工作原理主要依靠压力反馈机制。
当泵的出口压力发生变化时，内部的传感器就像一位敏锐的侦探，迅速捕捉到这个信号，立刻把信息反馈给控制系统。
于是，控制系统就像一个迅速反应的指挥官，发出调整流量的命令，让泵能够适应这个变化。
这种反馈机制不仅保证了流量的稳定，还能避免系统的过载，真是个聪明的小家伙。
3.2 流量调节过程说到流量调节，咱们就得提提它的调节过程。
这个过程就像是在开车，路况好时，你可以轻松加速；而当遇到拥堵时，你得减速。
压力补偿变量泵也是这样，它会根据出口压力的变化，自动增减泵的流量。
这样一来，不论系统需求多大或多小，它都能随心所欲地调节。
哎，真是让人佩服得五体投地呀！4. 应用场景4.1 工业领域这种泵在工业领域的应用可谓是广泛。
比如在制造业，压力补偿变量泵能有效地控制液压系统的流量，保证设备的正常运转。
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变量泵系统的工作原理
二通压力补偿阀工作原理
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变量泵系统的工作原理
那么二通压力补偿阀在补偿的过程中， 会不会使其它回路也会有补偿呢，也就是说， 有的回路的负载比刚才的回路的负载小，这 时使得负载小的回路变快呢，这是不会出现 的。从图中可以看出，当这一回路负载变大 时，梭阀Ls将堵住去其它的回路，使得其它 回路得不到补偿，这样其它回路就不会快。 比刚才的回路的负载大的回路会不会变慢呢， 也不会。因为要是这个回路的负载变大的话， 那么这个回路就会得到补偿，别的回路又得 不到补偿了。
变量泵系统的工作原理
LS阻 尼装置
梭阀
三通流
量阀
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变量泵系统的工作原理
从这两个阀的原理可以看出，三通流量阀是调节流量的，也
就是说是根据负载所需流量进行流量控制。二通阀是补偿压
力的，是根据负载所需压力进a 行压力补偿的。
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变量泵系统的工作原理
阀三 体通 中阀 的和 位二 置通
阀 在
三通流量控制器
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阀体 两通压力控制器 梭阀
滑阀阀芯 17
变量泵系统的工作原理
这是泵、二通阀，比例换向阀的 工作路线图
②更换阻尼螺钉
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变量泵系统的工作原理
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变量泵系统的工作原理
连接块中的限压阀开启 了或是阀座漏油 解决方法： 1、对比限压阀的设定压 力和订货代号的规格 2、拆下限压阀,清洗阀座 3、更换连接块
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变量泵系统的工作原理
限压阀
三通流量 调节阀
打闸油路
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减压阀
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变量泵系统的工作原理
连接块中的减
故障处理：
1、卸荷压力始终在20bar以上，这可能是三通流量阀 全部打开所致，应检查三通流量阀的阀芯运动是否灵活， 如有必要更换阀芯，包括阻尼。
2、系统的压力始终达不到预定值，可能是三通流量
调节阀的泄漏太大。这时就要更换三通流量调节阀的活塞
或连接块。
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变量泵系统的工作原理
三通流量 调节阀
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变量泵系统的工作原理
变量泵系统的工作原理
PSL∕PSV负载敏感型比例多路阀 工作原理及事故处理
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变量泵系统的工作原理
PSL∕PSV型比例多路阀是一种高质量 的液压产品，每一件产品在出厂前都经过 了严格的调试和检查，阀体，阀芯和控制 零件等有相对运动的表面都经过硬化处理。 但在使用过程中由于液压油的污染或不正 常的使用，使阀件运动表面产生磨损或损 害，导致阀不能正常工作。以下是对常见 问题的说明。
压阀或螺堵(仅
手动操纵的)往
回油路漏油
解决方法：
拆下减压阀
(包括衬套)或螺
堵,检查密封圈
(阀座中的聚四
氟乙烯环和O形
圈.
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变量泵系统的工作原理
压力问题： 某一油路上的执行元件不能
达到最高压力 梭阀(装在阀的螺堵中)泄漏 解决方法： 1,拆下梭阀,检查是否有污物,
如需要,则更换 2,更换阀体
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• 系统压力由 变量控制器 建立
• 系统压力略 高于负载最 高压力
• 变量泵按需 要输出流量
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变量泵系统的工作原理
主系统压力故障的处理
卸荷压力始终保持20bar以上
LS回油箱背压高解决方法：
1、检查中位时的LS油口压力。
2、检查LS油路是否有堵塞。
3、卸荷口被堵（LS回油箱口堵住）
解决方法：
①对阀芯上1mm的孔用压缩空气清理。
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变量泵系统的工作原理
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变量泵系统的工作原理
液压部构成
液压部
操纵台
泵站
油箱组件
电机、泵组件
油缸
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变量泵系统的工作原理
PSL控制原理
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变量泵系统的工作原理
三通流量阀Leabharlann 工作原理三通流量调节阀的作用
1、卸荷系统总流量
2、控制每片阀的流量
3、建立系统所需压力
4、具有一定减震作用
对比限 压阀
这是变量泵系统中换向
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变量泵系统的工作原理
二通压力补偿阀工作原理
事故处理：
流量太小(执行元件的动作太慢)(单个阀的功 能动作)
二通压力补偿阀的故障处理：
二通压力补偿阀没有完全开启。
解决办法：拆开连接块和流量调节阀
（二通流量调节阀）的活塞，检查是否平
滑动作，以及节流嘴是否紧密地贴在阀座
上。
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变量泵系统的工作原理
阀上的三通流量阀。工作原
三通流 量阀
理是:三通流量阀上的弹簧力 是9bar。当油泵起动后，没 有操作比例换向阀时，由于
没有反馈的LS信号，这时，
油泵的压力要大于弹簧的压
弹簧力 力，所以三通流量阀将向下
是9bar
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推动，高压油将通过三通流6
变量泵系统的工作原理
量阀反回油箱。当某一回路工作后，负载就要反馈一个LS 信号（也就是负载量），这两个量加到一起（LS与弹簧力 的和），要是超过油泵高压油的压力， 三通流量阀将向上 推，使得通过三通流量阀的流量减少。给负载的流量增加。 多余的流量经过三通流量阀流回油箱。通过三通流量阀保 持节流口两端的压差恒定。节流阀的压差只决定于弹簧力 的大小，不受负载的影响。在相同的压差下，节流口的面 积越大，流量就越大。
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变量泵系统的工作原理
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变量泵系统的工作原理
标准系统的效率
• 由主溢流阀设定系 统的最大工作压力
• 系统总是以最大流 量工作
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变量泵系统的工作原理
阀控系统的效率
• 系统压力由三通 阀建立
• 系统压力略高于 负载最高压力
• 多余流量于系统 压力下卸荷。
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变量泵系统的工作原理
泵控系统的效率
二通压力补偿阀工作原理
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变量泵系统的工作原理
二通压力补偿阀工作原理
当第二个功能(执行元件侧具有较低的压力)动 作时,执行元件(第一个功能)迅速减速
二通流量调节阀压力补
偿失效
解决方法：
检查二通流量调节
阀的活塞是否平滑动
作,SOLEX节流嘴是否紧
密地贴在阀座上。 a
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三通流量控制阀和二通压力补偿阀比较
三通流量 控制阀解 抛图
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变量泵系统的工作原理
二通压力补偿阀工作原理
次级限 压阀
二通压力 补偿阀
弹簧力 为6bar
当打开换向阀后，高压油 通过二通压力补偿阀进入到工 作腔，随着负载的不断增加， 在二通压力补偿阀的输出端的 压力也在不断的升高。此时， 二通压力补偿阀弹簧端的压力 在升高，它的压力值是输出端 压力加上弹簧力。由于三通流 量调节阀的压力始终高于二通 压力补偿阀的压力（原因是三 通流量阀的弹簧力是9bar，二 通流量阀的弹簧力是6bar).随 着负载压力的不断升高，则二 通压力补偿阀不断的给予补偿， 使得负载能够继续工作，直至 达到泵的预定压力值卸载为止。