电动静液作动器非线性框图建模与鲁棒控制方法
于非仿射非线性模型的ACDC系统H∞鲁棒控制器设计
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计鲁棒控制器：首先采用逆系统方法对不含扰动量 的交直流联合输电系统进行反馈线性化, 然后应用 线性 H∞ 控制理论设计鲁棒控制器. 暂不考虑外扰, 对式 (6) 两边求三阶导数得
D V1 V2 ω ˙ 12 − F cos δ12 · ω12 − H X √ 3 2 Vdr (−Rd Idr + F Var cos α − LdrΣ π 3 xr Idr − Vc ) (9) π ω0 ω0 + , Vdr 为常值 (直流电压). 由式 其中 F = H1 H2 (7) 得 y1
H ∞ Robust Control of AC/DC Systems with Non-affine Nonlinear Model
TANG Hong-Hai1 LI Chun-Wen1 Abstract The H∞ robust controller design of AC/DC power system is investigated in this paper. Firstly, a novel fifth-order uncertain non-affine nonlinear model is put forward. The proposed model can describe both the dynamics of DC and AC systems. Then, an H∞ robust controller is constructed by employing the texonomy design principle. It is shown that through the firing angle control of the DC system converters, the stability can be improved and the robust performance can be guaranteed. Simulation results illustrate the effectiveness of the proposed control strategy. Key words AC/DC power system, non-affine nonlinear system, feedback linearization, H∞ robust control
电力系统非线性自适应鲁棒控制研究_博士学位论文
电力系统非线性自适应鲁棒控制研究摘要电力系统是一个强非线性、多维、动态大系统。
随着大型电力系统互联的发展以及各种新设备的使用，在使发电、输电更经济、高效的同时，也增加了电力系统的规模和复杂性，从而暴露出很多威胁电力系统安全、经济、稳定运行的动态问题（如电力系统低频振荡、汽轮机和发电机的次同步扭转振荡）。
电力系统一旦失去稳定，其暂态过程极快，处理不当可能很快波及全系统，往往造成大范围、较长时间停电，给国民经济和人民生活造成巨大损失和严重危害，在最严重的情况下，则可能使电力系统崩溃和瓦解。
在这些情况下，研究和实现相应的稳定控制措施，不但可以提高系统运行的可靠性，而且可以因传输能力的提高而产生直接经济效益。
近年来，随着微型计算机和现代控制理论的不断进展，各种先进的控制方法也在电力系统控制方面得到了广泛应用。
它们在提高电力系统性能的同时，也为解决上述问题提供了各种各样的途径。
本文针对电力系统的非线性模型，采用backstepping方法，研究了电力系统励磁、汽门以及各种FACTS控制等一系列稳定控制问题。
本文工作是将先进控制方法应用到电力系统的进一步尝试，其最突出的特点是：1．发展了backstepping设计方法，针对实际系统中常常存在的参数不确定性、未建模动态以及未知干扰，在backstepping设计步骤中融合进非线性L增益干扰抑制理论，设计出使系统稳定的非线性自适应鲁棒控制器。
简明的2设计方法、优良的设计策略使得所设计的相应的控制方案更具广泛的适用性。
2．本文成功将上述结果推广到单/多机电力系统励磁、汽门以及各种主要的FACTS控制稳定中。
所考虑的电力系统模型均为更贴近实际的非线性鲁棒模型。
其中汽门开度的全程控制，励磁与汽门综合控制的系统模型均使用了四阶，包含两个输入。
主要FACTS控制的系统模型均未忽略其本身的动态过程。
这种设计方法在以前的文献中很少见到。
从而使所设计的结果更具有实用性。
通过理论分析及仿真证明所得控制器确实具有优良的性能。
非线性系统的鲁棒控制及其应用
非线性系统的鲁棒控制及其应用非线性系统是指其系统变量之间的关系呈现出非线性的特征，其物理意义在我们日常生活中无处不在，例如气候系统、生态系统、经济系统等。
然而，由于非线性系统具有高度的复杂性和不可预测性，其控制与实现一直是控制领域的难点和研究热点。
针对非线性系统的鲁棒控制方法在近年来被广泛研究，其所控制的非线性系统能够在干扰和不确定性的作用下依旧能够实现稳定的控制，被广泛应用在现代工业与科学中。
一、鲁棒控制的基本概念鲁棒控制方法是一种针对非线性系统的控制技术，其核心思想是在非线性控制系统的设计中考虑干扰和不确定性因素，从而增强控制系统的稳定性。
其主要构想为：通过给定控制环节引入干扰和参数的不确定性，从而能够将根据给定的控制目标控制系统的输出控制在预定的范围之内。
从控制论的角度来理解鲁棒控制，鲁棒控制是一种基于系统自身特性变化的控制方法。
因控制对象的物理意义多为一些复杂的非线性系统，而这些非线性系统一般包括了大量的未知动态元素或噪声干扰，使得无法以对问题的精确的数学模型来描述或分析其特征和行为，因而在实际控制系统中通常出现各种意外的干扰和不同的不确定因素。
在这样的背景下，如何在控制过程中快速、准确、高效地处理这些因素显得尤为重要。
因此鲁棒控制方法逐渐成为一种非常有利于解决这类问题的控制技术，其通过将控制器设计的过程中考虑多种影响控制器性能并对其进行优化，从而提高控制器的鲁棒性，使其能充分适应所需要控制的对象，从而实现系统的稳定控制。
二、鲁棒控制方法的系统结构鲁棒控制系统的核心思想是让系统控制器能够追踪所需要控制系统所需输出的组合信号，同时它可以调节系统中特定的元素来达到满足特定要求的目标。
鲁棒控制系统通常包括三个主要的部件：鲁棒控制器、非线性动态系统和外部环境。
1.鲁棒控制器鲁棒控制器是控制系统中的核心部件，其功能是处理从系统中所传输出来的信号，同时通过相关的数学算法和理论来优化动态调整控制系统的实际性能并追踪系统的输出。
非线性电机系统鲁棒控制方法研究
非线性电机系统鲁棒控制方法研究一、引言非线性电机系统的鲁棒控制是电机控制中的重要研究方向。
非线性电机系统由于具有不确定性、非线性和复杂性等特点，传统的控制方法往往难以满足鲁棒性要求。
因此，针对非线性电机系统的控制问题，研究鲁棒控制方法具有重要的理论和实际意义。
本文将围绕非线性电机系统鲁棒控制方法展开研究，探索适用于非线性电机系统的鲁棒控制策略，以提高电机系统的性能和控制精度。
二、非线性电机系统的特点与建模非线性电机系统一般由磁场方程、电流方程、运动方程和转子动态方程等数学模型组成。
与线性电机系统相比，非线性电机系统具有以下特点：1. 不确定性：非线性电机系统中存在参数不准确、外部干扰等不确定性因素，使得控制过程充满挑战性。
2. 非线性：系统中的非线性因素如饱和、磁滞、摩擦等导致系统的输出与输入之间不是线性关系。
3. 复杂性：非线性电机系统通常包含多个耦合的动态过程，导致系统难以建模和控制。
建立准确的非线性电机系统模型是进行鲁棒控制方法研究的前提。
常用的建模方法有物理建模和统计建模两种。
物理建模方法通过对电机系统的物理特性进行建模，包括电机的电气特性、磁特性、机械特性等。
统计建模方法则基于实验数据对电机系统进行建模和参数辨识。
根据实际需求和研究目的，选择合适的建模方法对非线性电机系统进行描述和分析。
三、非线性电机系统鲁棒控制方法的研究现状目前，对于非线性电机系统的鲁棒控制方法，已经涌现出了多种有效的策略，包括传统的PID控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制等。
下面我们将针对这些方法进行综述。
1. PID控制方法PID控制是一种传统的控制方法，通过设置比例、积分和微分三个参数来调节系统的控制性能。
在非线性电机系统中，PID控制方法能够实现对系统稳态和动态性能的调节。
然而，由于非线性电机系统的复杂性和不确定性，传统PID控制方法的应用效果较为有限。
2. 自适应控制方法自适应控制方法通过在线辨识系统模型和参数，自动调节控制器参数以适应系统的变化。
天津大学环境能源工程考研复习辅导资料及导师分数线信息
天津大学环境能源工程考研复习辅导资料及导师分数线信息天津大学环境能源工程考研科目包括政治、外语、数学一以及理论力学、机械原理与机械设计、内燃机原理、工程热力学、化工原理。
主要研究方向分为五个研究方向，考生可以根据自己确定的研究方向进一步了解考试科目信息。
专业代码、名称及研究方向考试科目备注0807J1环境能源工程010807J1020807J1030807J1040807J1050807J1 ①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语或240德语③301数学一④801理论力学①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语或240德语③301数学一④803机械原理与机械设计①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语或240德语③301数学一④804内燃机原理①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语或240德语③301数学一④805工程热力学①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语或240德语③301数学一④826化工原理天津大学环境能源工程专业近两年考研录取情况院（系、所）专业报考人数录取人数环境能源工程无无机械工程学院（2012年）环境能源工程 2 0 机械工程学院（2013年）天津大学环境能源工程2013年报考人数为2人，录取人数0人。
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双控制回路电静液作动器建模及控制器设计
收稿日期：2016-01-05修回日期：2016-02-19作者简介：张振（1988-），男，山西高平人，博士生。
研究方向：机载及弹载作动器一体化集成设计与控制。
摘要：针对典型电静液作动器存在响应速度较慢的问题，将伺服阀引入其中，采用压力和位置双控制回路体系，阐述了其工作原理和建立了数学模型。
同时作动器作为参数不确定性和外负载力变化的系统，在压力控制回路中，考虑其不确定性范围和性能指标要求基础上，基于定量反馈理论（QFT ）设计了压力控制器。
在位置控制回路中，运用动态压力校正伺服阀流量，消除外负载力的影响；并把位置误差引入压力控制回路，以提高其响应速度。
仿真结果表明，其综合性能较好且便于工程实现。
关键词：电静液作动器，伺服阀，定量反馈理论，动态压力校正，前馈控制中图分类号：TH137文献标识码：A双控制回路电静液作动器建模及控制器设计张振，李海军，胡卫强（海军航空工程学院，山东烟台264001）Modeling and Controller Design forDual Control Circuit Electro-hydrostatic ActuatorZHANG Zhen ，LI Hai-jun ，HU Wei-qiang（Naval Aeronautical and Astronautical University ，Yantai 264001，China ）Abstract ：Aiming at the problem of slow response speed which existed in the typical electro-hydro-static actuator （EHA ），servo valve is introduced and adopt dual control circuit system with pressure and position ，de-scribes the operating principle and creates the mathematic model.Meanwhile as a system which the parameter uncer-tain and external load change ，considers both the uncertainty rang and the performance indexes of the pressure control circuit ，pressure controller is designed based on Quantitative Feedback Theory （QFT ）.Apply to dynamic pressure modifying the flow rate of the servo valve and eliminate effects of external load in the position control circuit ，the posi-tion error is added to the pressure control circuit to increase the dynamic response of the pressure control circuit.The simulation results showed that the dual control circuit actuator is perfect in comprehensive performance and easy engi neering practice.Key words ：EHA ，servo valve ，QFT ，dynamic pressure modifying ，feed-forward control 0引言未来飞机对作动系统性能要求的不断提高，使得作动系统向功率电传方向发展，而电静液作动器是其实现的一种重要形式［1-6］，相关研究见文献［7-15］。
一种电静液作动器的控制方法及系统[发明专利]
![一种电静液作动器的控制方法及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cce3334a30b765ce0508763231126edb6e1a7677.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010025405.6(22)申请日 2020.01.10(71)申请人 北京航空航天大学地址 100191 北京市海淀区学院路37号(72)发明人 王兴坚 沈友昊 王少萍 张育玮 张超 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569代理人 杨媛媛(51)Int.Cl.G05B 13/04(2006.01)(54)发明名称一种电静液作动器的控制方法及系统(57)摘要本发明公开了一种电静液作动器的控制方法及系统。
该方法包括：构建电静液作动器的动力学模型；按照能量转换过程对电静液作动器进行系统划分，得到多个子系统；基于动力学模型确定各个子系统的控制律；按照各个子系统的控制律对电静液作动器进行控制。
本发明的电静液作动器的控制方法及系统能够提高电静液作动器的控制精度。
权利要求书6页 说明书22页 附图4页CN 111240196 A 2020.06.05C N 111240196A1.一种电静液作动器的控制方法，其特征在于，包括：构建电静液作动器的动力学模型；按照能量转换过程对电静液作动器进行系统划分，得到多个子系统；基于所述动力学模型确定各个子系统的控制律；按照各个所述子系统的控制律对所述电静液作动器进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种电静液作动器的控制方法，其特征在于，所述电静液作动器包括电机、泵和作动筒；所述电机用于驱动所述泵从而改变液压缸的压力，进而驱动所述作动筒；所述构建电静液作动器的动力学模型，具体包括：以无刷直流电机作为所述电静液作动器的电机，建立电机的电势平衡方程：式中，u e为电机控制电压；i e为电机电流；K e为电机反电动势系数；ωe为电机转速；R e为电机电枢电阻；L e为电机电枢电感，为i e的一阶导数；建立电机的转矩平衡方程：式中，K m为电机电磁力矩常数；为ωe的一阶导数；B m＝B e+B p为电机与泵的总负载阻尼系数，B e为电机负载阻尼系数，B p为泵负载阻尼系数；J m＝J e+J p为电机与泵的总转动惯量，J e 为电机转动惯量，J p为泵转动惯量；T e为电机输出转矩；建立液压缸的流量连续方程：式中，V P＝V/(2π)，V为泵的排量，A e为液压缸活塞的有效面积；x e为液压缸活塞的位移；为x e的一阶导数；V e为液压缸的总容积；C el为液压缸的总泄露系数，且C el＝C eli+0.5C ele，C eli、C ele分别为液压缸的内泄漏系数和外泄漏系数；E e为有效体积弹性模量；P e为负载压力，为P e的一阶导数；建立液压缸的力平衡方程：式中，m e为负载质量，为x e的二阶导数；B e为负载阻尼系数，F e为外负载，即活塞杆的输出力。
鲁棒非线性导引与控制律一体化设计研究
主要符号对照表主要符号对照表ｙ导弹速度协目标速度ｍ导弹质量ｗ导弹的速度滚转角妒，毋，７偏航角、俯仰角、滚转角口，移ｙ弹道倾角、偏角Ｑ，卢攻角、俱９滑角０－）Ｘ％，忱导弹在地面坐标系中沿三个轴的角速度分量Ｐ导弹发动机推力Ｘ，ｙ＇Ｚ导弹所受阻力、升力、侧向力导弹切向加速度、法向加速度、侧向加速度ｏｙ，ｏｐ，ｏ曲尥，％，尥导弹所受的滚转力矩、偏航力矩、俯仰力矩厶，山，以导弹的惯性张量在弹体坐标系三轴上的投影ｒ导弹与目标的相对距离０Ｌ，九视线倾角、偏角ＧＭ，－，Ｏ－，Ｍｏ，ｏ地导弹加速度沿视线坐标系三个轴的分ｊｌ｛＝呱，口乃，呱目标加速度沿视线坐标系三个轴的分＊以，瓯导弹俯仰舵（ｃａｎａｒｄｃｏｎｔｒ０１）、尾翼（ｔａｉｌｃｏｎｔｒ０１）偏角第一章绪论基于这两种非线性最优控制方法的一体化导引一控制律在设计过程中并未考虑未建模因素或扰动对制导效果的影响。
反馈线性化法可通过状态变换把一个非线性系统的动态特性全部或部分地变为线性系统的动态特性，然后可以应用经典的线性系统的控制方法解决非线性系统的控制问题。
由于这种方法不会造成模型精度的损失［６９１，因此倍受关注，也被应用于三维的导引与控制一体化设计中。
Ｍｅｎｏｎ等人［４８，５０，５１］开发了一种可自动将非线性系统利用反馈线性化方法转为线性系统的在线处理程序，并利用它将导引与控制系统线性化，再将ＬＱＲ方法用于导引与控制一体化算法的设计，而文献［５２，５３】则是将反馈线性化方法用于带有移动质量块驱动装置导弹的导引与控制系统一体化设计中。
文献［１２］使用微分几何方法对导引与控制一体化模型进行了反馈线性化，利用特征结构配置方法解决了带末角约束的导引与控制一体化设计问题。
然而，与最优控制方法类似，这种设计思路也没有考虑未建模因素或扰动。
Ｐａｄｈｉ等人［３２，５７，５８】指出现有的导引与控制一体化设计方法一般都没有充分利用飞行器平动和转动之间固有的时域分离特性，从而使整体性能受到一定限制。
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电动静液作动器非线性框图建模与鲁棒控制方法康荣杰1 , 焦宗夏1 , J ea n Cha r le s Ma r e 2 , 尚耀星1 , 吴帅1(1 . 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院 , 北京 100191)(2 . 国家应用科学学院 机械工程系 , 法国 图卢兹 F31077)No nl i near Bloc k D i agra m Mod el a n d R obust Cont r o l of Ele c tro 2hydrostati c Ac t ua to rKa n g Ro ngjie 1, J iao Zo ngxia 1, J ea n Cha r le s Ma r e 2, Sha n g Yao xi n g 1, Wu Sh u ai1(1 . School of A u to matio n Science a n d Elect rical Engineeri n g , Beijing U niver s it y of Aero nautic s a n dA s t ro n a u tic s , Beijing 100191 , China )摘 要 : 阐述了机载电动静液作动器 ( E H A ) 的典型工作原理与结构特点 ,根据其元部件数学方程 ,建立非线 性精确框图模型 ,完善了 E HA 补油回路和摩擦特性的描述 。
通过对系统阻尼 、稳态误差及摩擦的仿真分析 , 设计了一种结合动态压力反馈与变增益控制策略的状态反馈控制器 ,改善了系统动 、静态性能 。
鲁棒性测试 结果反映了系统参数不确定性对性能的影响 。
关键词 : 电动静液作动器 ; 框图模型 ; 仿真 ; 控制 ; 鲁棒性 中图分类号 : T H137 ; V 245文献标识码 : AAbstract : Thi s a rticle de scribe s a t ypical a rchitect ure of elect ro 2hydro static act uato r ( E HA ) , and esta bli shes it s no nlinea r accuracy mo del by block diagra m , w hich co ntains t he ref eeding ci rcuit a nd f rictio n. Ba sed o n t he simulatio n analysi s of da mping , static er ro r a nd f rictio n , t hi s a rticle utilize s t he dynamic p re ssure f eedback a nd gain va ria ble st rategy to de sign t he co nt roller i n state space. The ro bust 2te st re sult s indicate t he inf l uence of p a r amet ric uncertainne s s o n syst e m p e rfo r m a n ce .K ey w ords : elect ro 2hydro static act uato r ; block diagram mo d el ; simulatio n ; co n t rol ; ro b ust ne s s斯变换 ,求解系统传递函数进行分析[ 123 ] 。
传递函数本质 上是 一种 描 述线 性定 常 系 统 的数学模型 ,并假定零初始状态 ,这与实际 E HA 系统不 尽 相 符 。
由 于 传 递 函 数 的 局 限 性 , 目 前 已 有 的 E H A 模 型 , 大 都 忽 略 了 补 油 环 节 , 并 简 化了摩 擦 。
作 为 改 进 , 本 文 提 出 一 种 基 于数 学 方程构建 E HA 框图模型的建模方法 ,有利于描 述系统非线性特征 ,提高模型的精确性 。
传统液压系统由于泄漏 、噪声 、管路复杂等原 因 ,将逐步退出机载伺服作动领域 ,取而代之的是 采用功 率电 传 ( Po wer 2B y 2Wi r e , PB W ) 技 术的 飞 行控制系统 。
PB W 使飞机次级能源系统至各作 动器之间的功率传输可以通过电缆以电能量方式 完成 ,就像 Fl y 2B y 2Wi re ( FB W ) 控制系统不再需 要机械连接一样 , PB W 作动器也不再需要中央液 压系统和遍布机身的液压管路 ,从而大幅提高了 飞行器的可靠性 、效率和生存能力 ,有助于实现多 电/ 全电飞机 。
电动静液作动器 ( E H A ) 是率先获得发展的功 率电传作动器 。
国外从 20 世纪 60 年代开始这方 面的研究 , 20 世纪 90 年代末 , E H A 逐步在 F 218SRA , F 216 等飞机上进行试验 ,并获得成功 ,目前 ,已经少量装备于美国 F 235 联合攻击机和空中客车 A380 等机型 。
国内相关的研究刚刚起步 ,主要工 作集中在方案设计 、建模仿真及相关控制理论研 究 ,采用的数学方法通常是基于微分方程的拉普拉1 E H A 结构分析E H A 是一种基于闭式回路的电液伺服作动系统 ,根据驱动电机和液压泵的不同工作模式 ,目 前主要有 : 定排量2变转速 ( F P V M ) ,变排量2定转 速 ( V P F M ) 和变排量2变转速 ( V PV M ) 3 种形式 。
其中 , F P V M 2E H A 通过控制电机 的 转向 和转 速 来控制作动器的运动方向及速率 ,相比其他方案 ,在效率和结构简化上更具优势 。
图 1 描述了一种典型 F PV M 2E H A 的结构原 理 。
无刷直流伺服电机工作电压 270 V ,最高转收稿日期 :2008202228 ; 修订日期 : 2008205201通讯作者 :康荣杰 E 2mail : ka n gro n gjie @vip . 163 . co m519第 3 期 康荣杰等 :电动静液作动器非线性框图建模与鲁棒控制方法 力和流量 。
蓄能器用来防止液压油中产生气穴并 对油液外泄漏进行补充 。
安全阀用来防止在系统 内部产生过高的压力 。
旁通阀在系统出现故障时 打开 ,液压油直接经旁通阀返回油泵 ,起到隔离故障的作用 。
位移 、速度 、压力等传感器与控制器相 连 ,实现控制 、监控等功能 。
算到电机轴上的转动惯量 ;ω为电机输出角速度 ; T e 为电磁转矩 ; T l 为负载转矩 ; T f 为摩擦转矩 , 取值与转速有关 ,将在后文详细建模 。
根据式 ( 1) , 可以在 Si muli nk 中通过框图将 电机模型表示出来 ,如图 2 所示 。
图中虚线部分 为电机过流保护 ,实际系统中由软件实现 。
摩擦 转矩由独立的模块描述 ,后文将详细讨论 。
E H A 系统建模2 21 2 液压泵建模本文将 F P V M 2E HA 分解为驱动电机 、液压 泵 、补油回路和作动筒等子模块 , 并考虑摩擦环 节 ,分别构建子模型 ,最后组装成为完整系统 。
考虑到 E H A 液压泵的内泄漏和外泄漏 , 其 流量 、压力关系如图 3 所示 。
所以 , a 点的流量方程为21 1 无刷直流电机建模= D ω - Q il - Q el1 Q 1K ilp =P 1 无刷直流电机的数学模型用方程表示为D ω -( 2)P 1 - P 2 - K elp - P ac = E + L d i + Ri b 点的流量方程为 U c d t= D ω - Q il + Q el2 Q 2K ilp =P 2 K c ωE = ( 1)D ω -( 3)P 1 - P 2 + K elp - P ac i = T e / K tT e = J ω´+ T f + T l式中 : U c 为电枢电压 ; E 为电枢反电动势 ; R 为电枢绕组内阻 ; L 为电枢绕组电感 ; i 为电流 ; J 为折式 (2) 和式 (3) 考虑了流量与压力的非线性关系 。
式中 : D 为泵排量 ; Q il 为液压泵的内泄漏流量 ; Q el 为泵的外泄漏流量 ; K ilp 为泵 的 内泄 漏系 数 ; K elp图 1 F P V M 2E H A 结构原理图Fig 1 1 A r chitect ure of F P V M 2E H A图 2 电机框图模型Fig 1 2 Block diagra m mo d el of mo t o r520航 空 学 报 第 30 卷所以 , E H A 补油环节的流量方程为Q acQ 1fQ 2f == Q el - Q c1 - Q c2( 4)Q 1 + Q c1 = Q 2 - Q c2式 中 : Q c1 和 Q c2 为 流 经 的 单 向 阀 流 量 , 取 决 于P ac - P 1 和合来描述 。
P ac - P 2 , 可以 用 查 找 表 或 函 数 拟蓄能器输入流量 Q ac 与输出压力 P ac 的关系可以表示为k图 3 泵的流量与压力Fig 1 3 Flo w and p re s sure of p umpP aci Vk V ga s i -∫Q acd t( 5)P ac = ga s i为泵的外泄漏系数 ; P ac 为蓄能器压力 。
由这两个方程 ,得到泵的框图模型如图 4 所示 。
式中 : P aci 为蓄能器初始压力 ; V ga s i 为 蓄能 器内 气 体的初始体积 ; k 为气体的多变指数 ,取值范围在 11 0 至 11 4 之间 。
得到补油环节的框图模型如图 6 所示 。
图 7是蓄能器 ( 式 ( 5) ) 的框图模型 ,图中 , P aci V ksi 被定 ga 义为 G c 。
可以看到 ,框图模型便于处理非线性数 学函数 ,适合多层次复杂模型的构建 。
图 4 液压泵框图模型Fig 1 4 Block diagram mo d el of p ump图 6 补油环节框图模型Fig 1 6 Block diagra m mo d el of ref e eding ci r cuit21 3 补油环节建模闭式回路是 E H A 区别于传统液压系统的一 个重要特点 ,因此需要通过蓄能器和单向阀构建 补油环节 。
其主要作用是 :维持系统最低压力 ;防 止气穴 ;对液压油外泄漏进行补充[ 4 ] 。