电液比例阀控液压缸系统建模与仿真

ｎ ｌ ｓｓｗｉ ｔ ｂ ａ ｄ ｃ ｌ ｒｔ ｓｔ ｅｓ ｓ ｍ ｖ ａｔ ｅ ｄ ｓｇ ｅ Ｉ ｏ ｔ ｌ ｒ ｈ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ａ ｈ ｙ ｔ ｍ ｄ ｌ ｓｃ ｒ ａｙ ｉ ｔ Ｍａ ｌ ｎ ａｉ ａｅ ｙ ｔ ｉ ｈ ｅ ｉｎ ｄ Ｐ Ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ．Ｔ ｅｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｍｏ ｅ ｏ — ｈ ａ ｂ ｈ ｅ ｏｅ ｓ ｈ ｔ ｉ ｒ ｃ ，ａ ｄ ｈ ｓ ｈｇ ｅ ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｂ ｔ ｒ ｓ ｂ ｌ ｙ ａｔｒｔ ｅ ｃ ｌ ｒ ｔ ｎ ｅ ｔ ｎ ａ ｉｈ ｒａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｅｔ ｔ ｉ ｔ ｆ ｈ ａ ｉ ａｉ ． ｅ ａ ｉ ｅ ｂ ｏ
广泛 的应 用 。
液压 缸加 载指 定 负 载 （±２ ） ０ｔ ，位 移传 感 器 将 液 压 缸 活 塞 的位 置 信 息 通 过 数 据 采 集 卡传 递 给计 算 机 与 理想 位 移 进行 比较 ，得 出差 值 ，经 过 优 化 处 理 和转 换 输 出控 制 信 号 ，通 过 比例放 大 器 放 大 后 驱 动 电液 比例 方 向 阀工 作 ，从 而 实 现对 液 压 缸 位 置 的精 确控 制 。
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｅ ｅ ｔ — ｙ ｒｕ ｉ ｒ ｐ ｒｉｎ ａｖ ； ａ ｙ ｙ ｒ ｓ ｌ ｃｒ ｈ ｄ ａ ｌ ｐ ｏ ｏ ｔ ａ ｖ ｌｅ ｏ ｃ ｏｌ ｓ ｍｍｅｒｃ ｈ ｄ ａ ｌ ｙ ｉｄ ｒ ｔ ｙ ｒ ｕ ｉ ｃ ｌ ｅ ；ｍａｈ ｍａｉａ ｄ ｌ Ｉ ｃ ｎ ｒｌ ｉ ｃ ｎ ｔ ｅ ｔ ｌ ｍｏ ｅ ；Ｐ Ｄ ｏ ｔｏ ｃ
wk.baidu.com０ 引言
随着 现 代 工 业 技 术 的 飞 速 发 展 ， 电液 比 例 技 术 已广泛 应 用 于 军 事 、农 业 、工 业 等 领 域 。作 为 电液 比例 技 术 的 重 要 组 成 部 件 ，电 液 比例 阀 以 其
华 德公 司生 产 的 ４ Ａ Ｅ ０—１Ｂ ２ Ｎ ４ Ｍ 电液 ＷＲ ６ ２ ０ ／４ Ｚ／ 换 向 阀 ，电液 比例 方 向 阀 ８为 Ｒ Ｘ Ｏ Ｈ公 司生产 ＥＲＴ
电 液 比例 阀控 液 压 缸 系 统 建 模 与 仿真
强宝民 刘保 杰
第二 炮兵 工程 学 院
摘
西安
７ ０２ １０５
要 ：介绍 了比例 阀控非对称液压缸位 置控 制系统 的组成及 原理 ，重 新定义 了负载压 力和负载 流量 ，推
导出系统 的数学模型 ，并利用 Ｍ ｔ ｂ进行 了仿真分析 ，设计 了 ＰＤ控 制器对 系统进行 校正 ，结果 表明 系统 模型 ａｌ ａ Ｉ 正确 ，校正后 的系统 比校正前有更高 的精度 和更好 的稳定性 。 关键词 ：电液 比例 阀；非对称液压缸 ；数学模 型 ；ＰＤ控制 Ｉ 中图分类号 ：Ｔ ３ ． １ Ｈ１７ ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ０ ８ （０ １ １ ０ ３ ０ ０ １— ７ ５ ２ １ ）１ — ０ ５— ５
１２ Ｄ Ａ板 卡 实 现 。系 统 工 作 时 ，通 过 加 载 缸 给 ７ １／
成本低 、抗污染 能力强 等优点 ，在许 多场合正 逐 步取代伺 服 阀。由计算机 、电液 比例 阀和液压 缸 等部 件组 成 的 闭 环 控 制 系 统 具 有 结 构 简 单 、控 制
方法灵 活 、控 制 精 度 高 等 优 点 ，在 各 领 域 得 到 了
的 Ｈ一４ Ｈ ５ ｘ ６ Ｇ ４ ９ Ｔ ４一Ｚ ｗＥ ２ Ｍ６ ／ Ｅ ２ Ｎ Ｅ Ｋ ４电液 换 向
阀，压力传感器是上海天沐的 Ｎ ｗＬ ２ Ｔ力 ｓ— ２— ０ 传感器 ，量程 为 ± ０ｔ ２ ，位移传 感器是 该公 司的
ＷＹ Ｃ一１０ Ｌ Ｄ ００ ，数 据 的转 换 通过 １１Ａ Ｄ板 卡 和 ７６ ／
阀控 非对 称 液压 缸 原 理 见 图 ２ 。负 载 压 力 Ｐ．
和 负载 流量 ｇ． 液 压 动力 机 构 特 性研 究 和 系 统优 是
压泵 ３ 、压 力 表 ４、单 向 阀 ５ 电液 比例 方 向 阀 ７ 、 和 ８ （ 套 放 大 器 ９和 ｌ ） 配 ０ 、液 压 缸 １ 、加 载 缸 １
进 行校 正 。
２ 比例 阀控 液压 缸控 制系统 的数学模型
２ １ 阀控非 对称 液压 缸的数 学模 型 ．
１ 系 统 的 组 成 及 原 理
比例 阀控 非 对 称 液 压 缸 控 制 系 统 的硬 件 组 成 如 图 １ 示 ，主要 由滤 油 器 １和 ６ 所 、溢 流 阀 ２、液
本 文搭 建 了 比例 阀控 非 对 称 液压 缸 控 制 系统 ， 建 立 了该 系 统 的数 学 模 型 ，着 重 对 阀 控 非 对 称 液 压 缸 的建 模 方 法 进 行 了研 究 ，并 利 用 Ｍａａ ｔｂ中 的 ｌ Ｓｍｕｉｋ进行 仿真 分析 ，设 计 了 ＰＤ控制 器 对 系统 ｉ ｌ ｎ Ｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｉ ｔ ｄ ｃ ｓ ｔ ｅｃ ｍｐ ｓ ｉｎ ａ ｄ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ ｒ ｐ ｒ ｏ ａ ａｖ ｓ ｍｍｅｒ ｙ ｒ ｕ ｉ ｙｉ ｄ ｒｐ — ｈ ａ ｅ ｎ ｒ ｕ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｏ ｎ ｒｎ ｉ ｌ ｆ ｏ ｏｔ ｎ ｌ ｌｅ ａ ｙ ｏ ｔ ｐ ｉ ｖ ｔ ｃｈ ｄａ ｌ ｃ ｌ ｅ ｏ ｉ ｃ ｎ ｓｔ ｎ ｃ ｎｒ ｌｓ ｓｅ ，ｒ — ｅ ｎ ｓｔ ｅ ｌａ ｒ ｓｕ ｅ ａ ｄ ｆ ｗ，ｄ ｒ ｅ ｅ ｓ ｓｅ ｍａｈ ｍａｉａ ｄ ｌ ｏ ｄ ｃ ｓｓ ｌｔ ｎ ａ ｉ ｏ ｏ ｔ ｙ ｔｍ ｉ ｏ ｅ ｄ ｆ ｅ ｈ ｏ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｏ ｉ ｌ ｅ ｖ ｓｔ ｙ ｔ ｍ ｔ ｅ ｔｃ ｌ ｉ ｈ ｍｏ ｅ ，ｃ ｎ ｕ ｔ ｉ ａｉ — ｍｕ ｏ