一种机液伺服车辆转向系统的性能分析.pdfVIP

２０１６年２月 机床与液压 Ｆｅｂ２０１６ 第４４卷 第４期 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｖｏｌ４４ Ｎｏ４ － ＤＯＩ：１０．３９６９／ ｊｉｓｓｎ１００１ ３８８１２０１６０４０２５ 一种机液伺服车辆转向系统的性能分析 李永安 （中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原０３０００６） 摘要： 基于ＭＡＴＬＡＢ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件， 对一种车辆转向机液伺服闭环反馈控制系统的稳定性、 稳定裕度以及动态性能进 行分析， 并探讨了机械连杆反馈机构参数对系统性能的影响， 为系统设计提供参考。 关键词： ＭＡＴＬＡＢ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件； 机液伺服闭环反馈控制系统； 稳定裕度； 动态特性 － － － 中图分类号： ＴＤ５０； ＴＨ１３７　 　 文献标志码： Ａ　 　 文章编号： １００１ ３８８１ （２０１６） ４ ０８３ ２ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ⁃ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｅｒｖｏ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＬＩ Ｙｏｎｇ’ａｎ （Ｔａｉｙｕａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ０３０００６， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎｔｈｅＭＡＴＬＡＢ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙｍａｒｇｉｎａｎｄｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ ａｍａｃｈｉｎｅｒｙ⁃ｈｙｄｒａｕ⁃ ｌｉｃ ｓｅｒｖｏｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｆｅｅｄｂａｃｋ⁃ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｉｎｋａｇｅｆｅｅｄｂａｃｋｍｅｃｈａｎｉｓｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ＭＡＴＬＡＢ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ ｓｏｆｔｗａｒｅ；Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ⁃ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｅｒｖｏ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｆｅｅｄｂａｃｋ⁃ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ；Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｍａｒｇｉｎ；Ｄｙ⁃ ｎａｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ 　 　 滑阀式液压动力转向系统具有布置灵活， 而且容 易设置反作用元件从而获得较理想的 “路感” 等优 ［１］ 点 。 某运煤车机液伺服转向系统具有结构简单、 工 作可靠、 易于维护、 对井下恶劣的工况具有很好的 适应性等优点。 文中对该系统的稳定性、 稳定裕 度、 动态性能等做了分析， 并探讨了机械连杆反馈 机构参数对系统性能的影响， 为系统设计或优化提 供参考。 １　 运煤车机液伺服转向系统的原理和传递函数 图１为机液伺服系统的原理图， 当司机操作手柄 ２绕销轴 Ⅰ顺时针旋转 θ 角度时， 在连杆７ 的带动ｒ 下， 转向控制阀阀芯位移Ｘ ， 此时输出流量Ｑ， 转向ｒ 油缸输出位移Ｘ ， 由于软轴的作用， 油缸活塞杆带 ｐ 动反馈块４绕销轴逆时针旋转θ ， 此时， 由于销轴 Ⅰｉ 与反馈块４相对固定， 则转向手柄也绕销轴 Ⅰ逆时针 图１　 机液伺服反馈控制系统原理图 旋转θ 。 此时阀芯位移Ｘ ， 当Ｘ 和Ｘ 两者相互抵消ｉ ｆ ｆ ｒ 为０时， 控制阀关闭， 一个转向随动过程结束。 要想 改变轮胎转向角度， 只有重新扳动转向手柄。 机液伺 服系统的方框图见图２。