肇庆黄岗吊车出租、肇庆睦岗吊车出租， 端州吊车出租  🏄  百麦不成面，百米不成饭   🏄     吊车液压缸四象限运行工况控制策略??        1控制回路分析，液压缸在工作过程中存在四种工况，通常被定义为四个工作象限。所谓四象限执行机构，是指液压缸在伸出和缩回过程中，会经历四个象限的工况，在伸出和缩回时都会经过两个象限。例如液压吊车斗杆的伸出过程中，速度方向保持正方向，而负载从超越负载变为阻抗负载，则工作象限从超越伸出变为阻抗伸出，其在缩回过程中同样存在两个工作象限，这种执行机构即为四象限工作机构。根据前面的分析，不同的工作象限会有不同的工作方式，若根据能耗特性来分析，则超越工况和阻抗工况应该采用不同的工作方式以减小能耗。但是考虑到实际情况，在液压缸实际运行过程中，负载的方向只能通过两腔压力信号进行识别，很难确定负载方向发生变化的时间点，也就很难确定出超越伸出和阻抗伸出象限的切换点。而且，如果采用不同的方式，则需要在伸出过程中进行工作模式切换，工作方式的突然变化会导致较大的波动和切换不顺畅等问题。因此综合考虑各种情况，阻抗工况和超越工况采用相同的方式较为合适且方便控制，根据前文的总结，超越和缩回工况都能够采用出口节流的方式，因此本文选择出口节流回路为四象限工作机构的控制方式。

     

              2控制策略研究,    四象限工作机构的速度位置复合控制原理及策略。控制器根据目标位置dx与实际值relx的差值识别其处于的工作模式，三种工作模式的判别准则,    伸出缩回定位(3-1)其中，thx表示设定的模式切换阈值。图中给出的是自动轨迹时的判断条件，若采用手柄积分方式控制，则可直接根据手柄输出的速度信号的正负值来进行识别，当速度为正时为伸出，速度为负时为缩回，速度为零时为定位模式。

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         （1）伸出和缩回模式控制策略,  在液压缸处于伸出和缩回工作模式时，应主要考虑运行速度和能耗特性，采用结合速度前馈和位置反馈的方式，其中速度前馈起主导作用，位置反馈是根据期望运行轨迹曲线对其进行补偿和修正。前文介绍了通过自动S曲线或手柄积分方式所获得的期望运行曲线，其中期望速度曲线用作前馈计算，计算相应的泵摆角和阀开口量，由于多种因素如泄漏、油液压缩、响应时间等因素的影响，仅根据速度前馈计算难以使其达到预期的目标。因此，根据期望的位移曲线加入位置反馈，对前馈计算进行补偿和修正，通过速度前馈和位置反馈的结合，能够尽可能的达到预期的要求。对于四象限工作的液压缸，根据上节的分析，对于超越工况和阻抗工况均采用出口节流的控制方式。当液压缸伸出的时候，无杆腔阀开口量取最大，有杆腔阀控制流量来实现速度要求。类似的，当缸缩回时有杆腔阀全开，无杆腔阀节流以控制速度。根据比例阀的特性，可以通过给定的速度要求和阀口两端的压差，计算出回油阀应有的开口量。同时，对于进油腔的控制，采用流量匹配的方式，根据给定速度、泵的转速和排量，可39以计算出此时泵的摆角值，则泵排出的流量恰好等于所需要的流量，实现泵的流量匹配。活塞杆伸出时，此时对应的阀1、阀2和泵摆角的输入量为12c1max2outcoutu,u,u=u,u,u(3-2)其中，1maxu表示阀1全开，2outu表示阀2的控制信号，coutu表示变量泵的摆角控制信号，可以根据下式得到。rv表示期望的动臂缸活塞缸速度，1A表示动臂缸无杆腔面积，n为电机转速，pmaxV为变量泵最大排量。而2outu由前馈信号vU和反馈信号cU得到。2outvcu=U+U(3-4)对于电液比例阀，当其阀口全开，压差为Np时所对应的额定流量为Nq。则在阀实际工作中，阀的流量与其压差和开口量控制信号的关系可以表述为|△x|<xth,   前馈计算KpKpTI1s△x>0kpkpTi1sR1supux,   控制器,   定位节流节流ux2upux1YNYNF,   伸出全开节流u2outucoutu1maxFv,   缩回节流全开.   当活塞杆伸出时，有杆腔阀两端压差为2Tp,   )通过阀的流量，伸出时阀2的速度前馈计算公式为r2Nv5N2610TvApUqpp,  上式中，2p与负载有关，rv与期望速度有关，故不同的计算公式可以满足多种速度和负载的情况。但是，由于系统的泄漏、油液压缩和负载压力变化等影响，仅速度前馈计算不足以保证期望速度和位置。因此，在前馈基础上加入位置反馈进行补偿，位置反馈信号的公式为cprrelrrelI1UK(vdtx)(vdtx)T，relx为实际位移值，pK为反馈比例系数，IT为反馈积分系数，如果以目标位置与实际位移的差值作为位置反馈，则在运行过程偏差一直较大，其作用太大而不能够起到调节的作用；而以期望速度曲线积分与实际位移的差值作为输入，则运行过程中差值都较小。保证速度前馈控制起主要作用，位置反馈起调节作用。使液压缸尽可能达到期望的运行目标。类似的，活塞杆缩回时，对应的阀1、阀2和泵摆角的输入量为12c1in2maxcinu，1inu表示缩回时阀1的信号，2maxu表示阀2全开，cinu表示缩回时变量泵的摆角控制信号，可通过下式得到。r2cinpmaxvAunV.  阀1的开口量可根据前馈信号和反馈信号得到1invcu=U+U.  其中速度前馈计算公式为r1NvN1TvApUqpp。

         （2）定位模式控制策略,  为了提高位置精度，当实际位置值与目标位置值差值的绝对值小于设定的阈值时，切换为定位控制模式，此时对应的阀1、阀2和泵摆角的输入量为c1x2xpu其中，1xu和2xu分别表示定位模式时阀1和阀2的控制量，pu表示变量泵此时处于压力控制，泵出口压力需要至少能克服执行器重力。在定位控制过程中，其流量和速度都较小，此时应主要考虑提高位置精度。而定位精度的高低与系统的压力增益有直接的关系。四边联动滑阀的压力增益高，具有定位速度快，位置精度高等特点。而根据前文的对比分析，出口节流系统的压力增益相对于传统的四边滑阀控制系统较低。为了使进出口独立系统在定位过程中具有与比例阀相近的压力增益，此处借鉴四边滑阀控制系统的原理，将进出口独立阀控系统的两个阀同时控制，通过设定两阀的控制信号，使两阀联动控制，其作用类似于一个比例滑阀，可提高进出口独立阀控系统的压力增益。若两阀的控制信号相同，则其作用相当于对称阀控制非对称缸系统，由于液压缸两腔的面积不同，若用对称阀控制时系统会存在压力突变、压力超限和气蚀现象等问题。因此，为使进出油口的流量与两腔面积相匹配，对无杆腔阀和有杆腔阀给定不同的信号，其中开口比例根据无杆腔与有杆腔的面积比值决定。其中一个控制信号由PI控制器得到。pk为定位比例系数，iT为定位积分系数，则液压缸进回油路两阀的阀芯位移始终成比例，相当于非对称阀，其作用类似于非对称阀控制非对称缸，可避免流量和压力不匹配的问题。

                针对对称阀控非对称缸所存在的问题，有些关于非对称阀控制非对称缸的研究，研究表明其控制特性比对称阀控非对称缸特性好。但是这些研究所提出的非对称阀，是通过设计滑阀两端的面积增益，使其与液压缸的面积比刚好匹配，所存在的不足是，由于面积增益是不可变的，故一个非对称阀只适用于特定面积比的非对称液压缸，其限制性较为明显。而本文此处是通过改变两阀芯的位移以实现非对称阀的功能，其可适用于任意面积比的非对称缸，只需要在控制信号中改变两阀芯信号之间的比例即可，其适用范围明显增加。

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