液压控制垂直制动系统

液压控制垂直制动系统（精选6篇）

液压控制垂直制动系统 篇1

0前言

轧机辊系的垂直振动是影响带钢质量的重要因素。辊系的垂直振动与轧机本身固有特性、轧制参数等有关, 与此同时压下系统及轧制辊缝处的非线性因素也是影响辊系的垂直振动的重要因素[1,2,3]。A.Bar等建立了冷带轧机非线性参激扭振模型, 模型考虑了轧制过程中存在的非线性参激振动现象并运用非线性方法分析得出了扭转响应的近似解;同时他还分析了含间隙的初轧机传动系统在打滑情况下轧机主传动系统振动的大小以及振动特征等问题, 得出了与现场测试较一致的结果[4]。张瑞成等考虑轧机液压系统中液压缸与机架间的粘性阻尼及轧制界面非线性刚度, 建立了轧机二自由度液压压下垂直振动系统模型。采用多尺度法求解了该模型在主参数共振情况下的一阶近似解, 得到系统的频率响应方程, 用数值方法研究了定常解的稳定性。分析了非线性刚度、液压缸的粘性阻尼等参数对系统振动的影响[5]。范小彬、臧勇等建立了含有Duffing振子和参激刚度项的板带轧机非线性振动动力学模型, 选用立方函数形式的轧件迟滞模型, 通过分析发现:轧辊振动在一定条件下会表现出分岔及混沌现象[6,7]。刘飞等研究了液压缸非线性约束下轧机辊系垂直振动行为发现轧机辊系振动速度受分段弹性力大小影响, 系统不稳定频率区域随分段弹性力增大而变宽;摩擦力较小时, 对辊系振动行为影响表现为阻尼特性, 较大时, 摩擦力的非线性成为影响辊系振动行为的主要特性[8]。目前对于轧机辊系非线性振动的研究主要集中在轧制辊缝、液压缸等含有油液润滑界面的部位, 对于多非线性因素共同作用下轧机辊系振动行为特性尚未完全明了[9,10,11,12,13,14]。对六辊轧机系统做适当简化并考虑轧机辊系垂直振动系统中的非线性刚度和非线性阻尼, 建立了轧机垂直振动系统二自由度非线性动力学模型, 分析了不同参数下系统的时域幅频特性, 为抑制辊系垂直振动提供了理论帮助。

1 轧机垂直振动系统动力学模型

1.1 轧机垂直振动系统三自由度非线性动力学模型

六辊轧机结构简图见图1, 电机带动工作辊转动实现对轧件的轧制, 工作辊与中间辊、中间辊与支承辊之间通过摩擦力实现传动。辊系在垂直方向上主要受到液压压下缸和轧制界面处轧制力的作用。液压压下缸作用在支承辊两端的轴承座上, 主要作用是产生压下力。

机轧制过程中由于润滑油液的作用, 在轧制界面会存在非线性刚度及非线性阻尼, 同时液压缸液柱的存在, 液压压下缸处也有非线性因素。由六辊轧机系统的结构及工作特性可知, 辊系系统大致呈上下对称形态, 此外在各辊缝中, 轧制界面处存在的非线性因素最多, 因此对六辊轧机辊系系统做适当简化得到三自由度非线性垂直振动动力学模型, 见图2。

m1为工作辊的等效质量;m2为中间辊的等效质量;x1为工作辊垂直振动位移, x2为中间辊垂直振动位移, x3为支撑辊垂直振动位移, k2为中间辊和支撑辊之间的等效刚度, k3为工作辊和中间辊之间的等效刚度, F1 (x) 为轧制界面线性变形抗力, F0 (x) 为支承辊与液压压下系统之间的非线性弹性力, Fc1 (x) 为轧制界面非线性阻尼力, Fc0 (x) 为支承辊与液压压下系统之间的非线性阻尼力。由此可得轧机垂直振动系统三自由度非线性动力学方程, 见式 (1) 。

考虑到工程建模的实用性, 动力学模型中的非线性项, 采用在工程界得到广泛应用和认可的Vanderpol振子和Duffing振子的形式, 即非线性刚度采用Duffing振子形式: (k0+k0′x2) x, 非线性阻尼采用Vanderpo振子形式: (-c1+c1′x2) x觶[15]。其中为液压缸与支承辊间的线性弹性刚度系数, k0′为液压缸与支承辊间的非线性弹性刚度系数, c1制界面的线性阻尼系数, c1′为轧制界面的非线性阻尼系数。轧机轧制过程中三自由度非线性动力学方程的形式可转换为式 (2) 。

1.2 轧机垂直振动系统单自由度非线性动力学模型

由于只考虑轧制界面及液压压下系统的非线性因素影响, 因此对系统进行求解时, 可工作辊、中间辊及支承辊简化为单质量辊系系统, 因此系统简化为单自由度, 假设辊系受到的周期扰动力为Fcosωt。辊系单自由度垂直振动方程见式 (3) 。

由 (10) 式可以看出, 轧机垂直振动系统的振幅与频率主要和γ, β, α有关。

2 系统仿真分析

采用MATLAB软件, 以某厂六辊轧机作为参数提取对象对垂直振动系统进行仿真分析。由式 (7) 可知轧机垂直振动系统二自由度非线性振动特性与各非线性参数有关, 因此, 可对不同参数下的动力学方程进行时域仿真求解。

2.1 时域特性分析

不同参数下辊系垂直振动曲线如图3~图5所示, 图中可看出随着非线性阻尼系数的增大, 辊系垂直振动波形在波峰及波谷处出现削尖现象。当非线性刚度系数的减小时, 辊系垂直振动幅值有增大趋势。

2.2 频域特性分析

由式 (4) 可知轧机垂直振动系统的振幅与频率主要和γ, β, α有关。利用MATLAB软件对不同参数下系统的主共振幅频特性进行的仿真。

(1) 不同刚度系数下轧机垂直振动系统主共振幅频特性的曲线

如图6所示曲线1, 2, 3分别是γ为-1, 0.5, 1时的主共振幅频特性曲线为曲线。随着非线性刚度系数的增大系统主共振幅频特性曲线的跳跃频率发生右移, 说明系统刚到呀越大, 激起系统共振的共振频率越高。

(2) 不同阻尼系数下轧机垂直振动系统主共振幅频特性曲线

如图7和图8分别是不同阻尼系数下轧机垂直振动系统主共振幅频特性曲线。所示曲线1, 2, 3分别是α和β为-1, 0.5, 1时的主共振幅频特性曲线为曲线。由图7和图8可以看出, 系统的幅频曲线的振幅最大值随着阻尼系数的增大而减小, 不同阻尼下外部扰动跳跃频率的范围基本一致, 不同的是随着非线性阻尼β的增大, 轧机垂直振动系统的幅频曲线的振幅最大值减小。系统主共振振幅的跳跃大概发生在外部扰动频率ω=1.5时。

3工程实践验证

对某钢厂六辊轧机F4台工作辊轴承座垂直方向进行长期振动监测。图9为液压缸油液更换早期轧制界面欠润滑状态下轧机工作辊轴承座垂直振动波形。图10为液压缸油液更换中期轧制界面适润滑状态下轧机工作辊轴承座垂直振动波形。图11为液压缸油液更换后期轧制界面过润滑状态下轧机工作辊轴承座垂直振动波形。油液黏度直接影响液压缸及轧制界面的动力学特性, 由图10可得液压缸油液更换中期在轧制界面适当润滑情况下轧制振动值相对较小。由图9、图11可知, 在初期和周期轧制振动相对较大, 在液压缸油液更换早期及轧制界面欠润滑状态下由于油液状态不稳定性及轧制界面欠润滑状态导致阻尼增大, 致使系统不稳定性增强。在后期由于设备长时间工作导致油液杂质增多, 黏度变化导致液压缸及轧制界面处非线性刚度及阻尼发生变化, 从而造成异常振动。

4结论

考虑液压缸及辊缝处的非线性影响建立了轧机辊系垂直振动二自由度动力学模型, 求解得到了相应的动力学微分方程。分析了不同参数下模型的时域特性及幅频特性。分析结果表明随着非线性阻尼的增大, 辊系垂直振动波形在波峰及波谷处出现削尖现象。当非线性刚度系数的减小时, 辊系垂直振动幅值有增大趋势。非线性刚度及非线性阻尼的大小对系统幅频特性影响较大, 系统共振频率大小与非线性刚度成正比, 系统振动幅值大小与非线性阻尼成反比。根据工程测试数据的分析可得液压缸油液状态及轧制界面的润滑状态直接影响其动力学特性, 继而对轧机振动产生影响。因此可知实际工况下通过调整液压缸及轧制界面油液的润滑黏度继而改变其非线性特性, 对调整系统共振的频带及抑制振动大小有一定帮助。

摘要：液压缸及辊缝处的非线性干扰是影响轧机辊系垂直振动的重要因素。对六辊轧机系统做适当简化并考虑轧机辊系垂直振动系统中的非线性刚度和非线性阻尼, 建立了轧机垂直振动系统三自由度非线性动力学模型, 求解得到相应的动力学微分方程。通过MATLAB软件进行仿真分析, 得到轧机单自由度非线性垂直振动系统的时域振动曲线及主共振的幅频特性曲线。对时域振动曲线和幅频特性曲线分析, 得到非线性因素下, 轧机垂直振动的动力学特性。结果表明, 辊系的垂直振动在非线性阻尼力作用下呈现较明显的摩擦阻尼特性, 主共振的幅频特性在不同非线性刚度及非线性阻尼下表现各异。工程数据分析显示, 液压缸及轧制界面的油液润滑状态, 对轧机振动影响显著。

关键词：轧机,液压缸,辊缝,垂直振动,非线性

液压控制垂直制动系统 篇2

飞机液压系统污染原因分析及控制

全面分析了飞机液压系统污染的种类、危害和主要原因,介绍了我军飞机液压系统污染控制与检测标准,在此基础上有针对性地提出了预防措施.

作 者：崔永生 CUI Yong-sheng 作者单位：中国人民解放军94829部队,江西南昌,330201刊 名：液压气动与密封英文刊名：HYDRAULICS PNEUMATICS & SEALS年，卷(期)：29(3)分类号：V233.91关键词：飞机液压系统 污染 原因分析 控制

液压控制垂直制动系统 篇3

关键词：压力机 液压系统 电气控制

中图分类号：TM571.61 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0100-01

压力机是压力加工机械设备，广泛使用在冷挤、锻压、校直、冲压、弯曲、成型、打包等工艺，现在，液压压力机被广泛使用，对工件的挤压、校直、冷弯等加工是通过液压系统产生的静压力来实现的。如何做好压力机的液压系统的电气控制是确保压力机能够高效稳定工作的重要保障。

1 压力机简介

1.1 液压机的组成

压力机（包括冲床、液压机）是一种通用性压力机，其结构精巧。有广泛的用途，生产效率高，压力机可在切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺广泛应用。对金属坯件施加强大的压力后造成金属发生塑性变形和断裂，零件就被加工成型。压力机分为机械压力机和液压压力机，工作时机械压力机大皮带轮（通常兼作飞轮）被电动机通过三角皮带驱动，曲柄滑块机构被齿轮副和离合器带动，使滑块和凸模直线下行。锻压工作完成后机械压力机滑块程上行，自动脱开离合器，同时接通曲柄轴上的自动器，在上止点附近滑块停止。液压压力机又被称为液压成形压力机、油压机等，使用各种金属与非金属材料成型加工的设备。液压机分为三柱式、单柱式、四柱式等结构类型，其中最为典型的是以四柱式液压机。组合控制机柜、上压式四立柱油压机、模具输送台架、电加热系统和保温装置四部分组成压力机，而油压机的组成主要由：冷却系统，上模及下模，有机架、加压油缸、液压系统，其中机架上端为加压油缸，联接上模，冷却系统与上模、下模联接等组成。移动工作台及与移动工作台联接的移动油缸装在机架下端，下模安放在移动工作台的上面。上述组成造型大方、美观，结构紧凑，操作简单可靠，维护方便，为一体化设计。压机应具有可靠的结构刚度抗变形能力，液压站上位置，压排设置模具吊装连接装置，液压站和压排有可拆装的防尘机盖。工件能出方向为长度（3000）方向。技术参数如下：公称压力190T；有效工作台面积3000×750mm2；压排运动速度75～100 mm/s；最大开合距离550mm（不含加热板）；保压时间8h（工件130℃）；压机底座高度0.5～0.55m；压排及底座的平面度0.2 mm；压排底座压合平均间隙≤0.25mm（不小于10个测点）。

1.2 液压机的工作流程

上滑块机构和下滑块顶出机构的运动是液压机的主要运动，主液压缸（上缸）驱动上滑块机构，辅助液压缸（下缸）驱动顶出机构，液压机的上滑块机构通过四個导向柱进行导向、主缸驱动，实现上滑块机构“快速下行-慢速加压-保压延时-快速回城-原位停止”的动作循环，下缸布置在工作台中间孔内，驱动下滑块顶出机构实现“向上顶出-向下退回”或“浮动压边下行-停止-顶出”的两种动作循环，液压机的液压系统以压力控制为主，系统具有高压、大流量、大功率的特点，如何做好液压系统的电气控制是十分重要的。

2 液压机的液压系统

2.1 液压系统的组成

常见的液压系统的主要构成如下：系统有2个泵，其中1个是主泵，采用的是高压、大流量的恒功率变量泵，其工作压力是通过溢流阀的远程调压阀进行调压，另1个辅助泵是一个低压小流量的定量泵，其主要功用是为了供应液动阀的控制油，其压力是通过溢流阀进行控制的，该系统采用高压大流量恒功率变量泵供油和利用滑块自重充液的快速运动回路，采用单向阀保压及由顺序阀和带卸载阀芯的充液阀组成的泄压回路，结构简单，使由保压转换为快速回程时的液压冲击减小。

2.2 液压机液压系统的动作

由于本液压系统采用的传感器输入信号及输出信号采用的都是开关量，分别是9个输入信号和7个输出信号，使用PLC作为核心进行控制即可，在设计控制系统时，需要充分发挥PLC的控制功能，尽可能的完成控制设计，应控制好经济成本，发展适合需要的控制系统。控制过程如下：（1）按动启动键，在满足控制要求的前提下，主泵接触器吸合，从而主泵电机启动，为整个液压系统提供压力。（2）当需要上缸快速移动时，按动快速移动按钮，PLC接收信号并经过程序处理后输出继电器吸合，继电器控制电磁阀线包得电，带动电磁阀阀芯动作，打开阀路，使液压油进入到压力机上缸上腔，同时PLC输出信号控制阀动作，打开下腔油路，使用上缸下腔油回流到油箱内，上缸在压力和重力的作用下快速移动，主泵虽然处于最大流量，但是仍然无法满足需求，从而造成上腔处于负压，上部油箱的油液经过液控单向阀进入上缸的上腔。（3）上缸慢速接近工件时，当上缸滑块降至一定位置触动行程开关后，行程开关触点失电断开，PLC接收信号程序处理后断开输出，使电磁阀阀芯处于中间位置，液控单向阀关闭。上缸下腔油液经背压阀控制回油箱。此时，上缸上腔的压力升高，充液阀随之关闭。通过主泵供给压力油，上缸慢速接近工件。当上缸滑块接触工件后，阻力急剧增加，从而造成上腔压力进一步提高，主泵的输出流量会自动减小。（4）当上缸上腔压力达到预定值时，压力继电器吸合，PLC断开对电磁阀的输出，使用上缸的上、下腔封闭，PLC控制电磁阀的开关做好保压工作。（5）保压过程结束，PLC程序发出信号，控制常开开关闭合，接触器吸合，电磁阀动作。由于上缸上腔压力很高，液动滑阀处于上位，压力油经阀使外控顺序阀开启。此时泵输出油液经顺序阀回油箱。泵在低压下工作此压力不足以打开充液阀的主阀芯，而是先打开充液阀的中的卸载芯，使上缸上腔油液经此卸载阀芯开口泄回上部油箱，压力逐渐降低。当上缸上腔压力泄至一定值后，液动滑阀回到下位外控顺序阀关闭，主泵供油压力升高，阀完全打开，此时油液流动情况为：进油路泵→换向阀左位→液控单向阀→上缸下腔。回油路上缸上腔→充液阀→上部油箱。实现主缸快速回程。（6）当上缸滑块触动行程开关后，行程开关触点断开，PLC控制电磁阀阀芯处于中间位置，液控单向阀将主缸下腔封闭，上缸将停止不动。主泵输出油经阀回到油箱。（7）按下退回开关，PLC输出信号控制接触器得电，PLC控制电磁阀动作，驱动下液压缸活塞上升顶出。然后下液压缸退回。

3 结语

在液压机液压系统中加装PLC控制系统能够有效的提高控制效率，将控制难度大大简化。

参考文献

[1]李伟.机床电气与PLC[M].西安：西安电子科技大学出版社，2006.

[2]刘春生，张艳军，张才.液压系统的回油背压特性[J].黑龙江科技学院学报，2005（3）：133-136.

液压控制垂直制动系统 篇4

关键词液压支架;跟机自动化;系统耦合;互馈调参

液压支架是实现井工煤矿综合机械化开采的关键设备，与采煤机、刮板输送机合并称为“三机”。液压支架电液程序控制可实现本地控制、远程控制、自动控制为一体的便捷操作，可实现液压支架单架控制、成组控制、跟机自动控制、人工远程控制等功能。目前，在国内大型煤矿企业已逐渐得到普及应用，技术经济效益显著。尤其是跟机自动控制技术的研发及实践，为实现能带压移架及高效支护提供了可行路线，应作为煤矿综合机械化开采的重点方向。但是，跟机自动控制的技术实现还面临诸多难点，如对特殊地质条件的适应性、对现场具体生产条件的应变性、与采煤机刮板输送机的匹配性等，均限制了该技术的应用及发展[1-5]。本文即针对液压支架跟机自动化控制系统进行设计应用，并对其与地质、生产、设备耦合性进行针对性设计及解决，从而实现系统的工程化应用，创造可见的技术及经济效益。

1跟机控制的影响因素及难点

1.1跟机控制的影响因素分析

液压支架跟机自动化控制的影响因素较多，如工作面的倾角、顶板等地质条件，采煤机的割煤速度，刮板输送机的姿态，液压系统的供液压力及流量。对于工作面的具体地质条件来讲，煤层及工作面倾角会影响采煤机的运行速度、液压支架的牵引阻力、液压支架的上倾下滑、刮板输送机的上窜下滑等，对液压支架跟机控制产生影响。对于采煤机的割煤速度来讲，由于顶板条件的不同、三机配套关系的不同，割煤前超前几台支架收支架前探梁及护帮板、割煤后滞后几台支架伸前探梁及护帮板均在作业规程上有明确要求，因此，采煤机割煤速度会对跟机控制的参数产生影响。对于刮板输送机的姿态来讲，输送机的可弯曲度、与液压支架配套等会对跟机控制参数产生影响。液压系统的供液压力及流量对支架的牵引速度、同时牵引支架的数量、液压支架的推移牵拉等产生影响。

1.2跟机控制的难点分析

液压控制垂直制动系统 篇5

摘要：研究利用LabVIEW作为开发工具以及带有模拟量输出功能的数据采集卡，对博世力士乐液压实验台上的伺服液压缸进行PID闭环控制，从而对液压缸进行精确定位。设计了液压伺服系统的控制电路、液压回路，在LabVIEW中编写了PID算法，并利用波形图表对系统进行了调试运行。

关键词：LabVIEW；反馈；PID；液压伺服

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.07.099

0 引言

液压比例及伺服控制系统是液压系统中的一个重要组成部分，广泛应用于用机器人、制造业、军事等多领域。传统的方法无法实现高精度的液压位置伺服控制的问题，本文介绍的是利用博世液压实验台上的比例阀、液压缸，使用计算机、数据采集卡及LabVIEW软件进行闭环控制，从而对液压缸进行精确定位，在博世液压实验台上实现基于LabVIEW的液压伺服控制。

1 液压伺服控制系统设计

1.1 液压伺服控制系统结构组成

具有模拟量输出功能的数据采集卡安装到PC机中，使用LabVIEW软件来进行数据采集液压伺服系统的相关信号，随后使用LabVIEW的控制系统设计与仿真模块开发的PID控制算法对液压伺服系统进行位置控制，得出的控制量通过模拟量输出端口输出控制比例阀，从而实现对位置的控制，如图1所示。

1.2 数据采集系统

本文中的数据采集卡根据设计要求选用NA-TIONAL INSTRUMENTS多功能I/O采集卡NIPXIe-6361，配备配有交流的8槽3UPXIExpress机箱。

1.3 液压缸的选择

液压缸选用博世力士乐实验台中带位置反馈的伺服液压缸，其主要参数，输出参数：模拟；测量范围25～7620mm；分辨率：0.1m；非线性度：满量程的±0.02%或0.05；滞后：<0.02mm；电源：+13.5～26.4V；工作压力：静态：5000psi，峰值：10000psi。

1.4 控制元件的选择

比例换向阀选用Rexroth公司的换向阀，型号MNR：R900954072，参数为：最大压力P_max=12MPa=120bar，T=5MPa=50bar，信号范围U_W=±10V，电压为U=24VDC。

1.5 液压伺服控制系统电路设计

首先对实物进行了电路设计，把开关、两个数字表、滑动变阻器等连接起来，用以控制液压缸的移动和油的压力；其次设计液压回路，把数据采集卡的输出端与比例换向阀和滑动变阻器电源输入端相连，再连接换向阀、泵和油箱。

电路图连接说明：数据采集卡A01及AOGND输出端口接到滑动变阻器（位置传感器）的两端，A00及AOGND输出端口接到换向阀C和D端口，A10输入端口接到滑动变阻器（位置传感器）的输出端口，如图2所示。

1.6 液压回路图的搭建

液压缸为执行元件，压力油量为输入量，工作台的运动速度或位移是输出量。与液压缸相连的滑动变阻器用于判定液压缸的位置，构成反馈控制。如上所述，可以得到如图3中所示的液压回路图。2数据采集过程

对于本液压系统的数据采集，电位器两端电压是一个固定值10V，由一个模拟量输出口恒定给出，输出端即可输出0-10V电压，代表了液压缸的当前位置，将系统液压缸位移信号转换成数据采集卡所能识别的电压信号，这样就对系统中的信号进行采集，如图4所示。

在计算机中安装数据采集卡，安装完成后就可以在LabVIEW软件中对数据采集卡进行参数设置。软件编程后就可以在计算机机上读出所采集的数据了。位移信号通过采集面板上的A10端口进入到数据采集卡，通过程序在计算机机上显示出来。

3 LabVIEW程序设计及系统调试

3.1 数据采集部分设计

利用LabVIEW2012，新建一个空白VI，右键程序框图面板，在输入中选择DAQ助手，在DAQ助手中选择采集信号，再选择模拟输入单机电压。由于将要采集的参数，是位置传感器的电压值，所以选择一个接口A10。完成之后，在右侧的输入范围中选择模拟电压的范围，设定参数之后，单击OK即可。随后，在前面板上再添加一个波形图表，用于监控输入信号（当前值）、给定信号（给定值）以及输出信号（控制量）。

3.2 数据输出控制部分设计

同样右键程序框图面板，再次选择DAQ助手，在DAQ助手中选择生成信号，再选择模拟输出电压。分别为接口AOO和A01，选择模拟电压的范围，设定参数之后，单击OK即可。

从程序框图选择PID，从控制设计与仿真中选择PID.vi。在后面板双击PID，则前面板会显示PID参数；再依次在dt（S）、reinitialize（F）、outputrange等各点设置参数。

把采集和生成的电压信号和DAQ助手分别与PID连接起来，再将PID放入一个循环中，得到了整个系统的程序框图，如图5所示。

3.3 系统调试

以液压缸位移（滑动变阻器两端电压）的数据采集和控制为例，滑动变阻器用数据采集卡A01端口输出恒定为10V的电源，PID控制器输出范围outputrange设置为-10V-+10V与滑动变阻器两端电源电压范围相同。

先随机设置PIDgains参数，比例增益（K_c）系数2，积分时间（T_i）为0.01，微分时间（T_d）为0，给定电压AO0为5.14V，打开电源和开关，点击运行，进行调试，液压缸位置相对应的滑动变阻器电压为5.36V，如图6所示。

如图6所示响应曲线超调量太大，应该减小比例系数使得响应的超调量减小，所以减小比例增益（K_c）系数为1，给定电压AO0为7.29V，液压缸位置相对应的滑动变阻器电压为7.2V，如图7所示。

如图7所示响应曲线超调量太大，且积分时间太长导致响应无法平稳，应该适当减小比例系数使得响应的超调量减小，以及减小积分时间。所以减小比例增益（K_c）系数为0.9，积分时间（T_i）为O.005，给定电压A00为4.11V，液压缸位置相对应的滑动阻器电压为4.18V。如图8所示，为较为理想的响应曲线。

4 结束语

液压控制垂直制动系统 篇6

关键词：模拟电源 控制系统 液压系统

中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0056-02

液压系统地面模拟试验是民用飞机研制过程中一项重要的试验项目，而模拟交流电源控制系统是在试验中用于模拟飞机发电机供电的地面试验设备，是液压系统地面模拟试验中不可或缺的设备。本文根据某型民用飞机液压系统地面模拟试验的要求，设计了一套液压系统地面模拟试验交流电源控制系统。

1 功能概述

试验模拟交流电源在民用飞机地面模拟试验中代替机上真实电源系统，为液压系统提供交流供电，具备过载、短路保护、参数显示和频率可调等功能，可在真实电源不具备的情况下，模拟飞机供配电系统的各种典型故障，且具有远程控制接口，可通过试验总控计算机进行现場远程控制。

液压系统地面模拟试验所需的试验模拟交流电源，主要由供电设备和交流电源控制系统组成。供配电设备包括2台115 V/200 V宽频交流电源，分别模拟飞机左、右发电机，2台交流电源由液压配电柜提供380 V的输入，见图1。交流电源控制系统作为模拟交流电源中的核心设备，它的主要功能如下：

（1）显示电流、电压和频率数值，可保存和数据回放；

（2）每一路供电通道都有状态指示；

（3）能直接控制供电通道通断和交流电源左、右的切换；

（4）能够对交流电源和供电通道进行本地和远程控制；

（5）整个控制回路的通断和切换响应时间可根据实际需要进行时间限制设定；

（6）具备模拟机上电源系统故障试验的能力，比如左或右发电机失效、单发电机模式、应急模式等；

（7）能够与上位机和左、右交流电源进行通讯。

2 交流电源控制系统设计

针对交流电源控制系统上述提出的主要功能，进行详细设计和研究。设计原理图见图2。

2.1 参数显示

左、右交流电源输入，可选用三相综合电能表，对电压、频率和电流进行直观的显示，方便对系统状态的了解。图2中，K1和D1实现对整个左供电通道的通道通断和安全保护的作用。

2.2 通道通断

对液压用户的需求进行区别，分需要控制通道通断和不需控制通道通道的两种。需要控制通道通断的用户，采用电子开关和断路器相结合的方式作为手动和自动控制策略，这样对于重要用户而言，可靠性大大提高。图2中，K3和D3分别为电子开关和断路器，在系统进行自动控制时，D3断开，由PLC控制模块发出指令，K3接受控制信号进行对通道的通断，在无需自动控制时，可关闭K3，或K3出现故障时，闭合D3手动进行通断。此外，每一个液压用户的输入端都按照自身特性配置断路器，以防电流过大等异常情况，对其进行保护。

2.3 通道切换

交流电源控制系统左、右电源供电通道的切换，通过在原有的设计上，再并联1个电子开关，连接到另外一路供电通道上。还以K3、D3为例，并联上K4电子开关，并接到交流电源（右）上，在液压用户需要从交流电源（左）向交流电源（右）进行切换时，由PLC控制模块发出指令，先断开K3，再接通K4即可。需要注意的一种特殊情况是，若K3、K4和D3同时开通，这样，两台交流电源就出现了并机现象，会烧毁电源及液压用户等设备。为了解决这种情况，需要在硬件和软件上进行设计，使得K3和K4互斥，D3则需要操作人员进行手动设置。

2.4 真实电源切换

液压用户需要接入真实电源时，也设计成手动和自动两种方式。以真实电源左为例，断开K1和D1，可用K2和D2对真实电源左供电进行通断控制。

2.5 本地控制和远程控制

本地控制选用PLC模块控制，在设计交流电源控制系统本地和远程控制时，需要设计本地和远程的优先级问题。这样可以避免本地和远程同时控制时所出现的逻辑混乱问题。至于优先级可以根据现场实际情况进行设定。

2.6 机上故障模拟

通过PLC控制模块对多组液压用户供电通道上的断路器和电子开关的组合通断和通道切换，考虑上延迟时间，就可以实现模拟机上电源系统故障试验，以左发电机失效为例，模拟流程是，D3断开，K1和D1通，K3通，此时，根据故障时间，定时断开K3，接通K4。需要考虑的时间有，飞机上左、右电源汇流条切换所需的时间，电子开关K3和K4切换所需的时间，这样就完成了一次左发电机失效的故障试验。右发电机失效可参照左发电机失效。

3 上位机软件设计

为达到软件的可移植性、可靠性和通用性，软件开发平台的选用至关重要，一个好的软件开发环境能够保证不同平台及操作系统之间的可移植性，降低开发难度。可采用C++Builder可视化集成开发工具，它具有一个专业C++开发环境所能提供的全部功能：快速、高效、灵活的编译器优化，逐步连接，CPU透视，命令行工具等。实现了可视化的编程环境和功能强大的编程语言的完美结合。

交流电源控制系统软件主要的工作流程如图3所示。

软件界面的设计需充分考虑人机优化工程，可以包括系统运行主界面，配置参数界面，通断功能界面、通道切换功能界面、故障模拟试验界面等。

4 结语

试验设备的研制是飞机研制过程中的重要环节。该文针对民用飞机液压系统地面模拟试验的需求，提出了模拟电源的总体方案，着重对交流电源控制系统提出了设计原理和软件设计流程，并将此应用于某型民用飞机液压系统地面模拟试验中，使得液压系统地面模拟试验能够很好的开展，满足了试验中液压用户对交流电源控制系统的要求。

参考文献