液压挖掘机工作机构的动臂势能回收

针对液压挖掘机动臂机构下放时产生大量能量损失问题,提出一种利用蓄能器作为储能元件的新型动臂势能回收液压系统;应用ADAMS和AMEsim软件建立该势能回收系统的联合仿真模型,通过实车试验对仿真结果进行验证,针对柱塞马达转速大及能量转换机构效率低这一问题,对势能回收液压系统进行改进,对柱塞马达进行参数匹配。结果表明:动臂势能回收率为22.6%;仿真与试验结果的误差为8.84%,论证了液压系统的合理性,以及联合仿真模型准确、可信性;柱塞马达最大转速由3 626.5 r/min减小至2 955.1 r/min,能量转换机构的效率由85%增大至91%。     

混合动力液压挖掘机能量回收系统仿真研究

混合动力在工程机械的应用是当前的研究热点,为了研究混合动力挖掘机执行机构能量回收的动态过程,用多体动力学软件Recurdyn建立逼真的液压挖掘机工作装置模型,用Simulink建立了液压回路能量回收系统中马达、发电机、动力电池模型,对动臂和斗杆势能的回收过程进行了研究.分析了动臂油缸、斗杆油缸在能量回收过程马达转速变化规律及负载电磁转矩变化规律,并对能量回收效率进行了分析.为混合动力在挖掘机的技术提升方面提供可靠依据.     

旋挖钻机回转制动能量回收系统设计与分析

为利用旋挖钻机在回转阶段的制动能量,提出一种基于二次调节技术和液压蓄能器的能量回收系统。通过分析上车回转的工况特点,运用功率键合图理论建立回转动能回收利用的数学模型。针对系统参数的不确定性及存在的外干扰,设计自适应模糊滑模控制器对回转速度进行跟踪控制,并利用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性和收敛性。为对系统进行优化设计,仿真分析液压蓄能器容积、充气压力及回转制动时间这3个主要因素对系统工作性能的影响规律。研究结果表明:所提出的回转系统在制动时能有效地完成能量回收,其中,回转制动时间对系统工作压力和能量回收效率影响最大,而液压蓄能器容积和充气压力对能量回收效率影响较小,但对恒压网络压力波动影响较大。     

装载机节能液压系统设计

针对现有装载机在循环作业工况下燃油消耗量大、能源利用率低以及无法回收动臂下降时的势能等问题,提出一种可回收动臂势能的装载机液压节能系统.介绍了该系统的工作原理及不同工作模式下的运行状况,建立了动臂下降时能量回收的数学模型,并用Simulink进行了仿真.仿真结果表明,该系统能改善装载机的工作效率,减少燃油消耗和排放.     

液压混合动力挖掘机的能量回收效率分析

为提高挖掘机的燃油经济性并降低排放,采用基于压力共轨(CPR)的配置方式构造液压混合动力挖掘机,并针对回转系统耗能大且能量回收潜力大的特点,利用Simula-tion X对回转系统建立仿真模型,分析了影响能量回收效率的主要因素.结果表明,所提出的挖掘机回转系统在制动时不仅可以有效地完成能量的回收,而且能量回收效率随液压蓄能器容积和回转系统制动前速度的增大而增加.文中还通过模拟实验对仿真得出的结论进行了验证,发现实验结果与仿真结果相吻合.     

混合动力挖掘机回转制动能量回收系统建模与试验研究

为了回收液压挖掘机回转阶段的制动能量,对挖掘机典型作业工况及能耗进行分析,设计一种以液压马达+电机为回收方式、超级电容为储能元件的回转制动能量回收方案。构建回转制动能量回收系统中发动机、电机、回收马达、超级电容等关键元件数学模型,在对回转运动状态确认与能量回收模式切换、回收电机力矩输出控制和超级电容SOC判断的基础上,建立能量回收系统的仿真模型,以挖掘机实际载荷谱为输入对系统能量回收效果进行仿真分析。搭建挖掘机回转制动能量回收系统试验平台,对该试验系统的能量回收效果和回转驱动性能进行试验研究。研究结果表明:该能量回收方案可行,在不影响挖掘机回转驱动性能的同时,平台回转制动能量回收效率可达到40%以上。     

液压蓄能式风力机组并网转速解耦优化控制

针对在风速、同步发电机负载变化情况下,液压蓄能式风力机组并网转速控制问题,提出一种新型并网转速控制方法——解耦广义预测优化控制方法（Decoupled Generalized Predictive Optimization Control, DGPOC）.首先,DGPOC利用基于广义预测的前馈解耦方法解除变量马达摆角和蓄能器比例阀开度之间的耦合关系,进而调节蓄能器比例阀,依靠蓄能器吸收波动流量,同步调节变量马达摆角实现恒转速控制,解决因风速、同步发电机负载变化引起的变量马达转速波动问题; 其次,将蓄能器比例阀的能量损耗作为性能约束项,加入到优化目标函数中,求取最优控制量,从而提高液压蓄能式风力机组风能利用率; 最后,利用建立的MATLAB-AMESim联合仿真实验平台验证DGPOC方法的有效性.实验结果表明： DGPOC方法不仅可以实现变量马达摆角和蓄能器比例阀开度两个变量的解耦,提升变量马达转速控制的快速性及鲁棒性,而且能够降低系统的能量损耗.     

液驱混合动力车辆的优化节能控制算法研究

提出了一种应用液压变压器搭建液驱混合动力车辆的设计结构,阐述了其工作原理.根据液压变压器的节能思想及其数学模型,对其排量及压力调节特性进行分析,得出系统处于能量回收态时,随液压变压器配流盘控制角规律变化的优化参数.此外,根据蓄能器能量回收最大化的优化条件,得出车辆处于不同调节状态时优化节能控制算法.仿真分析得出:车辆处于不同优化工况条件下,液压变压器与蓄能器各个变化参数与优化节能算法的控制关系,该优化节能算法可用于液混车辆实现能量回收最大化.     

二次调节流量耦联系统功率匹配研究

根据二次调节技术的特点,提出了1种二次调节静液传动流量耦联系统,实现对制动动能和重物势能的能量回收与重新利用.介绍了该系统的基本组成、工作原理和特点.建立了用液压蓄能器子系统实现能量回收的二次调节流量耦联系统的数学模型,分析了该系统的功率匹配原理,并进行了试验研究.试验结果表明:该系统可以实现以系统消耗功率最小为目标的能量最优功率匹配以及以电动机性能最优为目标的电动机性能最优功率匹配.     

自保护式波浪发电装置控制系统研究

首先介绍了一种双蓄能器交替工作的波浪发电装置的构成和工作原理,设计了基于AVR单片机的波浪发电控制系统的硬件模块和控制软件。该控制系统通过对海况行监测,控制双液压缸与蓄能器工作切换,调节油路上阀门开关,实现双蓄能器交替充放油,驱动液压马达连续运转,并在恶劣海况时停机自保护。通过水池样机试验表明,该波浪发电控制系统实现波浪能平稳地转化为电能输出,发电输出误差在10%内,探索发电装置与海况匹配关系,为实现海上发电装置高效稳定发电奠定基础。     

基于液压变压器的直线执行机构的节能研究

液压变压器在理论上能够无节流损失地控制直线执行机构的运动速度,而且能够回收负负载的能量,为了提高液压变压器的能量利用效率,文中设计了节能系统的总效率模型,以总效率最高为目标,采用优化算法计算出液压蓄能器容积的数值,分析了气体压力在回收能量过程中的变化曲线,完成了对液压蓄能器的参数匹配;建立了节能系统的Simulink模型,采用模糊PID控制策略对负载下降时的运动速度进行控制。仿真结果表明,该控制策略能够很好地实现对负载运动速度的控制。     

变姿态柔性机械臂横向振动主动控制理论与实验

综合模态控制和极点配置方法来抑制变姿态柔性机械臂的横向振动.建立了工程适用的柔性机械臂回转系统简化动力学模型,通过模态滤波器和状态观测器实现机械臂末端横向加速度到模态速度和模态位移的转换,结合极点配置法获得当前姿态下系统的模态增益系数,可计算得到模态控制力和实际控制力.实现了基于NI控制器和回转液压作动器的主动控制实验系统,开展了变姿态条件下柔性机械臂横向振动主动控制实验,结果验证了上述方法对变姿态条件下柔性机械臂横向振动抑制的有效性.     

基于CMAC神经网络的泵控马达调速系统控制性能

提出了一种基于ＣＭＡＣ神经来控制泵马达调速系统的方法,该方法对液压系统时变和动特性差的缺点能加以补偿和改善。通过仿真研究证明了这种方法的有效性。     

挖掘机回转电液能量回收系统仿真与试验

文章以挖掘机节能研究为目的,提出了一种基于电液联合回收的挖掘机回收节能系统;为了从理论上分析和评价节能系统的性能,在分析各主要元件数学模型的基础上建立了电液联合回收系统仿真模型,从能量流与能量损失构成2个方面进行了仿真分析;为了验证系统的性能,在23t级液压挖掘机上搭建了基于电液联合回收的回转节能系统试验与测试平台,并进行了试验分析。仿真与试验结果表明:在一个回转工作周期内,起动溢流是能量损失的主要因素,约占损失能量的42%;回转能量回收率约为34.3%,在回收的能量中约有60%通过液压辅助泵直接输出到原有液压系统进行了再生。     

浅析活塞式蓄能器存在的质量问题及其解决办法

活塞式蓄能器是一种压力容器,其功能是:吸收液压冲击,消除脉动,降低噪声。具有存储能量和回收能量以及给系统进行能量补偿等作用。因此,活塞式蓄能器在许多领域得到广泛应用。该文通过分析活塞式蓄能器存在的质量问题原因,进而提出了其解决办法与措施,希望对类似产品制造有借鉴作用。     

基于AMESim-Simulink的半挂汽车列车辅助驱动方法

以某重型半挂汽车列车为研究对象,将液压再生制动系统安装于半挂车车轴以输出动力.为防止因蓄能器能量突然释放完毕后对车辆造成冲击,提出了一种液驱控制策略.对牵引座纵向力与液压系统能量释放进行理论分析,根据蓄能器储能状态值SOC,并结合车辆挡位,采用分段恒转矩的能量释放方法,并在适当时机逐步退出液压辅助驱动模式,以降低牵引座纵向冲击.另外,采用旁路节流阀式调速回路对马达转速进行调节.基于AMESim和MATLAB/Simulink平台的联合仿真结果表明:液压马达输出转矩较为平顺,牵引座纵向力无明显突变;与无液驱退出控制的车辆相比,提出的控制算法最高可降低牵引座纵向力11.40%,同时提高整车加速度18.37%.     

静液压储能传动车辆动力源系统设计分析

介绍了静液压储能传动车辆动力源的基本原理及特点,分析了动力源系统中主要元件液压泵和液压蓄能器的特性与选择,系统中的关键元件之一的储能元件———气囊式蓄能器的各参数之间的关系,以及蓄能器的压力比、多变指数等参数的变化对能量密度的影响。结果表明,选用结构类型和容积合适的蓄能器及较低充气压力的蓄能器,可有效地增加回收能量并减轻车辆重量。     

交换工作台液压伺服系统设计

提出了一种交换工作台液压伺服驱动系统设计方案。设计中,选用一对自整角机作为角差测量装置进行交换工作台的旋转角位移反馈检测,通过电液伺服阀控制液压马达提供动力驱动交换工作台转动实现角位移控制。液压回路中分别设置了蓄能器和相关的卸荷回路等来提高系统的工作平稳性和降低功率损失。该交换工作台液压伺服控制系统设计具有结构简单、工作可靠和控制精度高等特点。     

基于二次调节的锻造操作机重力势能回收与再利用

针对传统阀控式锻造操作机夹钳下降时重力势能被浪费的情况,通过采用二次调节技术与原液压系统相结合,构建了一种节能型锻造操作机液压回路.基于该液压回路对夹钳重力势能的回收与再利用提出了恒压差的压力闭环控制策略,并且基于某企业100 kN锻造操作机进行了仿真研究.结果表明,这种节能型锻造操作机液压回路在满足系统控制特性指标的基础上,具有良好的势能回收及能量再利用效果,可以降低液压系统的能耗.      

轮式起重机液压系统节省能量的探讨

本文分析了轮式起重机存在着严重能耗的原因，指出了这种能耗给液压系统及整台起重机工作带来严重的恶性循环。重点提出了起升、下降、大臂伸缩、变幅、回转及辅助系统节省能量的方案。