電液比例變量泵液壓測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及3D建模 開(kāi)題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告（含文獻(xiàn)綜述、外文翻譯）題 目 電液比例變量泵液壓測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及3D建模姓 名 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 機(jī)電090X 所在學(xué)院 工程學(xué)院 指導(dǎo)教師（職稱） 二一三年三月五日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告（包括選題的意義、可行性分析、設(shè)計(jì)的內(nèi)容、設(shè)計(jì)方法、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題、預(yù)期成果、設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃等）電液比例變量泵液壓測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及3D建模1. 選題的背景和意義1.1選題背景 在液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，電液伺服控制和電液比例控制是相繼出現(xiàn)的兩大重要分支。但電液伺服閥對(duì)環(huán)境的要求十分苛刻，因此自六十年代末期開(kāi)發(fā)了各類電液比例控制閥，可靠的電機(jī)械轉(zhuǎn)換器及專用的控制放大器。利用這些元件，首先是構(gòu)成一些開(kāi)環(huán)控制的電液比例控制系統(tǒng)，其次采用相應(yīng)的檢測(cè)元件構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)3。七十年代以來(lái)， 容積式泵控系統(tǒng)以其工作效率高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在機(jī)床、工程機(jī)械、輕工機(jī)械、船舶、航空、航天等領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。電液比例變量泵以其較好的動(dòng)態(tài)特性和較高的穩(wěn)態(tài)精度以及較低的成本已逐步發(fā)展成新一代變量泵并得到了不斷擴(kuò)大的應(yīng)用。而且因其較好的節(jié)能性能及比例控制功能而愈發(fā)廣泛地應(yīng)用于機(jī)電領(lǐng)域5。隨著工業(yè)控制的精度和自動(dòng)化程度的不斷提高，特別是近年來(lái)傳感和檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展以及大規(guī)模集成電路功能的不斷完善，電反饋電液比例變量泵應(yīng)運(yùn)而生，使電液比例變量泵調(diào)節(jié)能存了大幅度的提高，隨著電液比例技術(shù)的發(fā)展以及各類電液比例變量泵的開(kāi)發(fā)成功，國(guó)內(nèi)對(duì)電液比例變量泵據(jù)出了更高的要求。這不僅要求它們具有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)恃性和穩(wěn)態(tài)控制精度以實(shí)現(xiàn)模擬或計(jì)算機(jī)控制，而且要求它們能夠在較為苛刻的條件下安全可靠地工作。通常泵本體部分經(jīng)長(zhǎng)期工程應(yīng)用的實(shí)際考核，基本上能夠滿足可靠性要求。而比例控制器件雖然經(jīng)多年開(kāi)發(fā)研究，在技術(shù)上也比較成熟，但仍然未在大量工程應(yīng)用中經(jīng)過(guò)各種復(fù)雜工況的考核，因此在應(yīng)用安全及可靠性程度的要求下還需進(jìn)行電液比例變量泵液壓測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及3D建模，以解除系統(tǒng)正常運(yùn)行的后顧之憂。1.2選題意義本課題主要以電液比例變量泵的測(cè)控系統(tǒng)為研究對(duì)象，并對(duì)測(cè)試中的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及3D建模，其中電液比例變量泵是液壓傳動(dòng)與控制中關(guān)鍵的動(dòng)力元件，可與液壓馬達(dá)或液壓缸直接連接，構(gòu)成高效節(jié)能的液壓容積控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的位置、速度、力、轉(zhuǎn)矩以及功率的自動(dòng)控制。電液比例變量泵促使液壓系統(tǒng)向高壓、高效率、高功率密度、高精度、高集成化方向邁進(jìn)3。通過(guò)對(duì)它額定流量、最大轉(zhuǎn)速、最大壓力、溫度進(jìn)行測(cè)試評(píng)估以確定其應(yīng)用安全及其可靠性。2可行性分析1、技術(shù)層面。通過(guò)對(duì)電液比例變量泵的性能測(cè)試原理的研究，目前，在技術(shù)原理上已不存在什么太大的難點(diǎn)，主要在電液比例變量泵液壓測(cè)試系統(tǒng)中加入合適的溢流閥、節(jié)流閥和單向閥等就可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)流量的控制和調(diào)速及壓力計(jì)算。并通過(guò)在負(fù)載的模擬測(cè)量和計(jì)算。2、個(gè)人層面。在此設(shè)計(jì)之初，本人已完成對(duì)其液壓系統(tǒng)所需的零配件數(shù)量和種類的初步選定以及按照指導(dǎo)老師推薦的參數(shù)和型號(hào)進(jìn)行詳細(xì)列表陳述如表2.1。并檢索與此次設(shè)計(jì)的論文相關(guān)的參考文獻(xiàn)，以提供理論基礎(chǔ)。目前對(duì)要測(cè)試的系統(tǒng)已設(shè)計(jì)好液壓原理圖如圖2.2。目前主要存在應(yīng)對(duì)液壓原理圖對(duì)各個(gè)液壓閥進(jìn)行計(jì)算選配以及裝配完成后對(duì)其進(jìn)行3D建模。還需要本人自身對(duì)Pro/E三維軟件的擴(kuò)展練習(xí)。圖 2.1 比例變量泵測(cè)試液壓原理圖3設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1 設(shè)計(jì)的工作路線課題從論文題目的選定后，要完成方案設(shè)計(jì)，液壓原理圖的設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算各個(gè)最大壓力及流量，液壓系統(tǒng)元件的選型，完成3D建模。3.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容(1)、進(jìn)行論文題目的審定和論證可性行及時(shí)間安排：該階段主要由指導(dǎo)老師和本人共同完成。對(duì)于選題的適合難度和本人需要完成該設(shè)計(jì)掌握的軟件技能提出要求，并對(duì)于制作順序做出指導(dǎo)，對(duì)完成效果做出預(yù)期。(2)、進(jìn)行文獻(xiàn)篩選和設(shè)計(jì)需要測(cè)試的液壓原理圖：該階段主要由本人完成。本人需要在浙大圖書館，網(wǎng)上浙大圖書館以及類似網(wǎng)站如知網(wǎng)，萬(wàn)維網(wǎng)等閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)資料找出有關(guān)本論的10余篇可進(jìn)行理論支持的參考文獻(xiàn)，具體將在參考文獻(xiàn)中列出。而后通過(guò)找到的參考資料中和指導(dǎo)老師給予的幫助下首先得完成此次測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建的原理圖，并將結(jié)果交由導(dǎo)師檢查審核。(3)、根據(jù)審核后的液壓原理圖對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算完成各個(gè)方面的最大壓力及流量計(jì)算：該階段主要由本人完成。拿到審核后的液壓原理圖，運(yùn)用暑期實(shí)踐老師所教知識(shí)由泵出發(fā)根據(jù)負(fù)載要求對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，計(jì)算各個(gè)液壓閥和管道所需最大油壓和最大流量，以便完成液壓閥及其管道的選擇要求。(4)、根據(jù)計(jì)算后的各個(gè)數(shù)據(jù)選擇液壓零部件并完成液壓系統(tǒng)Pro/E的3D建模：該階段主要由本人完成。根據(jù)指導(dǎo)老師審核后的液壓原理圖，開(kāi)始在網(wǎng)上各個(gè)液壓閥等網(wǎng)站開(kāi)始尋找合適此原理圖中及計(jì)算后最大壓力流量的液壓零配件，并通過(guò)該液壓閥的型號(hào)建立3D模型。3.3 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。主要關(guān)鍵點(diǎn)主要由：(1)、此次液壓原理圖的制定和審核，該部分已經(jīng)基本完成；(2)、因整個(gè)液壓網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行必要的理論計(jì)算，對(duì)此要非常嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真因?yàn)橹灰粋€(gè)小小的錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致之前和之后的一切努力都白費(fèi)，都得重新來(lái)過(guò)，所以這是最為嚴(yán)峻的一步；(3)、3D建模和系統(tǒng)的測(cè)試，這是最后一步，當(dāng)然也是關(guān)鍵點(diǎn)，這是需要得出結(jié)論的也需要認(rèn)真不能有差池。4設(shè)計(jì)方法（1）涉及的相關(guān)課程 本設(shè)計(jì)論文涉及性極廣涵蓋許多知識(shí)，也是頗為難度的設(shè)計(jì)性論文，基本包括液壓原理，方法論的建立，數(shù)學(xué)計(jì)算等。（2）設(shè)計(jì)的主要方法1) 運(yùn)用AutoCAD，結(jié)合液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本知識(shí)，進(jìn)行液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)，并繪制液壓系統(tǒng)原理圖；2) 運(yùn)用Pro/E工具，結(jié)合模塊化建模的方法，進(jìn)行液壓元件建模，液壓閥塊設(shè)計(jì)，以及液壓系統(tǒng)管路的設(shè)計(jì)；3) 選擇模擬設(shè)計(jì)要求：工作方式，回路安全與可靠性，負(fù)載的選擇標(biāo)準(zhǔn)等；4) 負(fù)載分析與速度分析：小缸負(fù)載速度分析，負(fù)載分析，速度分析，大缸負(fù)載速度分析，負(fù)載分析，速度分析；5) 5、確定液壓缸的主要參數(shù)，小缸的主要參數(shù)，液壓缸的工作壓力，液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，小缸其他參數(shù)，大缸的參數(shù)選擇；6) 電液比例變量泵液壓系統(tǒng)原理圖和原理說(shuō)明，原理簡(jiǎn)化圖，工作原理；7) 液壓元件的選擇，油管的選擇，壓力計(jì)的選擇，溢流閥的選擇，接頭的選擇，密封原件的選擇，油箱和過(guò)濾器的選擇，過(guò)濾器的選擇，元件一覽表；8) 熱處理和散熱分析。（3）設(shè)計(jì)的主要工具 Excel、AutoCAD、Pro/E軟件等，Excel主要是數(shù)據(jù)處理和圖表的制定，AutoCAD主要是液壓原理圖的制作，Pro/E軟件主要是測(cè)試系統(tǒng)的3D建模5預(yù)期設(shè)計(jì)成果(1)、AutoCAD的液壓原理圖，1張(2)、電液比例變量泵液壓測(cè)試系統(tǒng)的三維模型，1套（包括油箱設(shè)計(jì)、閥塊設(shè)計(jì)、管路設(shè)計(jì)等）(3)、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，一份6設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃第一階段：第七學(xué)期第1112周（2012.11.192012.11.30），檢索并查閱參考文獻(xiàn)；第二階段：第七學(xué)期第1319周（2012.12.032013.01.19），液壓原理圖的制定和審核；第三階段：第七學(xué)期的寒假（2013.01.202013.02.28），開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述的撰寫；第四階段：第八學(xué)期第0102周（2013.3.042013.03.15），根據(jù)審核后的液壓原理圖對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模完成各個(gè)方面的最大壓力及流量計(jì)算；第五階段：第八學(xué)期第0307周（2013.03.182013.04.19），根據(jù)計(jì)算后的各個(gè)數(shù)據(jù)選擇液壓零部件并完成液壓系統(tǒng)Pro-E的3D建模；第六階段：第八學(xué)期第0809周（2013.04.222013.05.10），根據(jù)3D模型和各個(gè)液壓數(shù)據(jù)進(jìn)行本論文主題對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試體構(gòu)建；第七階段：第八學(xué)期第1011周（2013.05.132013.05.31），整理各個(gè)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，完成畢業(yè)論文的，初步撰寫，交由導(dǎo)師分析審核，最后將畢業(yè)論文稿最后定論完畢。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文 獻(xiàn) 綜 述（包括國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、研究方向、進(jìn)展情況、存在問(wèn)題、參考依據(jù)等）電液比例控制技術(shù)的研究1. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀電液比例變量泵是液壓傳動(dòng)與控制中關(guān)鍵的動(dòng)力元件，可與液壓馬達(dá)或液壓缸直接連接，構(gòu)成高效節(jié)能的液壓容積控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的位置、速度、力、轉(zhuǎn)矩以及功率的自動(dòng)控制。電液比例變量泵促使液壓系統(tǒng)向高壓、高效率、高功率密度、高精度、高集成化方向邁進(jìn)。對(duì)于電液比例變量泵的研究在國(guó)外還是非常先進(jìn)。通過(guò)大量地閱讀外文資料發(fā)現(xiàn)對(duì)于電液比例變量泵的研究在國(guó)外已經(jīng)非常普遍和深入，其中文獻(xiàn)16對(duì)柱塞式比例變量泵的數(shù)學(xué)建模及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在其控制器中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)17對(duì)泵的雙閉環(huán)控制策略及單閉環(huán)控制策略進(jìn)行了對(duì)比研究，文獻(xiàn)18對(duì)模糊自適應(yīng)控制在泵控制器中的應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究等。它們主要針對(duì)的是泵的流量控制性能；但在泵的工作模式選擇上，其提出通過(guò)比較壓力及流量誤差大小來(lái)選擇控制模式，但因泵的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，PID 控制器難以實(shí)現(xiàn)較好的控制性能。當(dāng)泵工作在壓力控制模式下時(shí)，流量變化容易導(dǎo)致壓力振動(dòng)，PD 控制器無(wú)法消除流量變化造成的誤差。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，又提出了外閉環(huán)采用PID 控制的雙閉環(huán)控制方法，并建立了可根據(jù)工作模式自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)的控制器。通過(guò)仿真及試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，新提出的控制方法與PD 雙閉環(huán)控制法在快速性、穩(wěn)定性上相近，并可有效消除流量變化帶來(lái)的誤差。以上研究方面可以看出在國(guó)外研究的現(xiàn)狀已經(jīng)優(yōu)越與國(guó)內(nèi)的電液比例變量泵的發(fā)展。所以在國(guó)內(nèi)電液比例變量泵的制造和研究基本在于仿造國(guó)外的現(xiàn)有產(chǎn)品。以便可以進(jìn)一步創(chuàng)新和發(fā)展。我們正是站在巨人的肩膀上謀求發(fā)展。1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀對(duì)于電液比例控制技術(shù)，國(guó)內(nèi)不僅己開(kāi)展研究而且己經(jīng)達(dá)到廣泛的實(shí)際應(yīng)用，但目前國(guó)內(nèi)的制造和技術(shù)還落后于國(guó)際水平。我國(guó)電液比例技術(shù)到20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始發(fā)展，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用、尤其在工程機(jī)械上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用才剛起步?？偟膩?lái)看，我闞電液伺服比例技術(shù)與國(guó)際水平相比有較大差距，主要表現(xiàn)在：缺乏主導(dǎo)系列產(chǎn)品，現(xiàn)有產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格雜亂，品種規(guī)格不全，各類比例泵、比例閥等，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的品種少，并缺乏足夠的工業(yè)性試驗(yàn)研究；在控制技術(shù)方面，自動(dòng)化程度不高，性能水平較低，品質(zhì)不穩(wěn)定，可靠性較差等，都有礙于該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大應(yīng)用，急待盡快提高。2研究方向在液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，電液伺服控制和電液比例控制是相繼出現(xiàn)的兩大重要分支。（1）電液伺服控制的研究：電液伺服技術(shù)首先用于航空，進(jìn)而用于一些重要的工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)控制，現(xiàn)已成熟。但電液伺服閥對(duì)介質(zhì)清潔度的要求十分苛刻，制造成本高而且價(jià)格昂貴，系統(tǒng)的能耗大。（2）電液比例控制的研究：自60年代末期開(kāi)發(fā)了以傳統(tǒng)型液壓閥為基礎(chǔ)的各類電液比例控制閥、可靠的電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器及專用的控制放大器。利用這些元件，首先是構(gòu)成一些開(kāi)環(huán)控制的電液比例控制系統(tǒng)，其次采用相應(yīng)的檢測(cè)元件構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于液壓技術(shù)的不斷進(jìn)步和設(shè)備使用要求的不斷提高，變量泵采用了很多新技術(shù)和新工藝，其出口壓力和流量也相繼提高，因此要求變量泵測(cè)控系統(tǒng)在精確、兼容性以及穩(wěn)定性方面進(jìn)一步提高。電液比例變量泵以其較好的動(dòng)態(tài)特性和較高的穩(wěn)態(tài)精度以及較低的成本已逐步發(fā)展成新一代變量泵并得到了不斷擴(kuò)大的應(yīng)用。3進(jìn)展情況（1）電液伺服控制的研究進(jìn)展：國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展按照產(chǎn)品發(fā)展時(shí)期的特點(diǎn)大致劃分成兩個(gè)階段：即自主發(fā)展階段和與國(guó)外合作發(fā)展階段。自主發(fā)展階段：二十世紀(jì)70年代末期到二十世紀(jì)90年代初期，國(guó)內(nèi)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)都是以自主開(kāi)發(fā)為主。這個(gè)時(shí)期研制生產(chǎn)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)是：a.在測(cè)控系統(tǒng)，隨著數(shù)字電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)始從模擬控制向模數(shù)混合式控制方向發(fā)展，并開(kāi)始將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到控制系統(tǒng)中；b.應(yīng)用了伺服同步技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雙缸系統(tǒng)的同步跟蹤和精確定位；c.研制出低阻尼、高響應(yīng)、長(zhǎng)壽命的靜壓支撐動(dòng)態(tài)伺服油缸；d.利用增壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高壓無(wú)齒夾頭和橫梁預(yù)應(yīng)力鎖緊。以上這些技術(shù)特點(diǎn)在當(dāng)時(shí)的電液伺服技術(shù)發(fā)展中，都是比較先進(jìn)的。與國(guó)外合作發(fā)展階段：進(jìn)入二十世紀(jì)90年代，隨著我國(guó)改革開(kāi)放的步伐加快，國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)廠家與國(guó)外同行之間的聯(lián)系更加密切，雙方為了各自的利益開(kāi)始尋求合作的途徑。這段時(shí)期是我國(guó)主要幾家試驗(yàn)機(jī)廠尋求與國(guó)外合作的時(shí)期。這個(gè)時(shí)期的電液伺服試驗(yàn)機(jī)的產(chǎn)品品種也是最繁雜；有國(guó)內(nèi)自主產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，有引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)的產(chǎn)品，還有國(guó)外技術(shù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)市場(chǎng)展開(kāi)了一場(chǎng)較量。國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)進(jìn)入與國(guó)際合作發(fā)展時(shí)期后，在面對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，并沒(méi)忘記自身技術(shù)的提高。在這方面國(guó)內(nèi)的很多優(yōu)秀企業(yè)始終是堅(jiān)持兩條腿走路。一方面是大膽的引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，走技術(shù)合作的道路。另一方面是借鑒先進(jìn)的技術(shù)，不斷的提高和完善自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，用國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)帶動(dòng)自身的產(chǎn)品一起提高。隨著電液伺服技術(shù)的成熟，國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)廠家利用電液伺服技術(shù)開(kāi)始從單純的材料試驗(yàn)向更廣泛的多應(yīng)用試驗(yàn)領(lǐng)域方向發(fā)展。在這個(gè)時(shí)期研制生產(chǎn)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)：國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的品種繁多，不僅豐富了國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的市場(chǎng)，同時(shí)也提高了自主產(chǎn)品技術(shù)的水平。國(guó)產(chǎn)測(cè)控系統(tǒng)方面，隨著單片機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)始向總線化、模板化技術(shù)發(fā)展，并逐步提高計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中的控制比重。在伺服協(xié)調(diào)控制技術(shù)方面有所突破，利用該技術(shù)成功的開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)“電液伺服雙軸四缸試驗(yàn)機(jī)”，其中心定位精度小于0.03mm。（2）電液比例控制的研究進(jìn)展：從1967年瑞士布林格爾公司生產(chǎn)KL比例復(fù)合閥起，到20世紀(jì)70年代初日本油研公司申請(qǐng)了壓力和流量比例閥二項(xiàng)專利為止，是比例閥的誕生時(shí)期。這一階段的比例閥，僅是將比例型的電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器(如比例電磁鐵)用于工業(yè)液壓閥，以代替開(kāi)關(guān)電磁鐵或調(diào)節(jié)手柄，閥的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則幾乎沒(méi)有變化，大多不含受控反饋閉環(huán)，其工作頻寬僅在15 Hz之間，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)在4一7之間，多用于開(kāi)環(huán)控制。19751980年間，比例技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了第二階段。采用各種內(nèi)反饋原理的比例元件大量問(wèn)世，耐高壓比例電磁鐵和比例放大器在技術(shù)上也日趨成熟，比例元件的工作頻寬已達(dá)515 Hz，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)也減小到3左右。其應(yīng)用領(lǐng)域日漸擴(kuò)大，開(kāi)環(huán)閉環(huán)均可適用。20世紀(jì)80年代以來(lái)，比例技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了第三階段。比例元件的設(shè)計(jì)原理進(jìn)一步完善，采用了壓力、流量、位移內(nèi)反饋及電校正等手段。在80年代末、90年代初，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，比例技術(shù)出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。除了因制造成本所限，比例閥在中位仍保留死區(qū)以外，它的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性均已和工業(yè)伺服閥無(wú)異。另一項(xiàng)重大進(jìn)展是，比例技術(shù)開(kāi)始和插裝閥相結(jié)合，形成了80年代電液比例插裝技術(shù)。同時(shí)，由于傳感器和電子器件的小型化，還出現(xiàn)了電液一體化的比例元件，電液比例技術(shù)逐步形成了80年代的集成化趨勢(shì)。同時(shí)電液比例容積元件，各類比例控制泵和執(zhí)行元件也相繼出現(xiàn)。因此，從電液比例技術(shù)的發(fā)展過(guò)程可以看出，電液比例技術(shù)發(fā)展到目前階段，已經(jīng)能用伺服比例閥替代傳統(tǒng)的伺服閥，用于大多數(shù)的工業(yè)控制中。由于伺服比例閥在使用時(shí)對(duì)油液清潔度的要求只需NAS 79級(jí)，而價(jià)格又遠(yuǎn)低于相同參數(shù)的伺服閥，使其進(jìn)入市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力很強(qiáng)。從而采用新的伺服比例閥替代噴嘴擋板閥在工業(yè)領(lǐng)域是理所當(dāng)然的事情，在國(guó)內(nèi)推廣也只是時(shí)間的問(wèn)題，這將給用戶帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。4存在問(wèn)題電液控制技術(shù)目前廣泛應(yīng)用的閥控原理，其最大的不足是存在大的節(jié)流損失，能量效率低。低能量效率不僅增大了系統(tǒng)裝機(jī)功率，還引起系統(tǒng)發(fā)熱，附加的冷卻裝置進(jìn)一步增大了系統(tǒng)裝機(jī)功率和成本，發(fā)熱也是造成液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因之一。參考文獻(xiàn)1丁海港，趙繼云，趙亮A4VSO 電液比例變量泵的電液控制系統(tǒng)研究J機(jī)床與液壓，2011，39（4）：70-722彭國(guó)鵬，丁玉海，周建華基于PQ控制的電液比例變量泵特性仿真及熱分析J機(jī)床與液壓，2010，38（15）：81-853丁英麗電液比例變量泵的測(cè)試J本溪冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2003，5（3）：21-224資新運(yùn)，郭鋒，王琛，鄧成林電液比例變量泵控定量馬達(dá)調(diào)速特性研究J工程機(jī)械，2007，38（7）：45-485徐磊，陶建峰，劉成良電液比例變量泵控制方法研究J中國(guó)測(cè)試，2010，36（4）： 1-46沙道航，李新忠鋼坯修磨砂輪轉(zhuǎn)速電液比例變量泵馬達(dá)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究J液壓氣動(dòng)與密封，1997，4 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Using history dependence to design a dynamic tradable quota system under market imperfections JEnvironmental and Resource Economics，2007，39(4)15 Mao-HsiungChiang,Chung-ChiehChen,Chung-FengJeffreyKuo.The high response and high efficiency velocity control of a hydraulic injection molding machine using a variable rotational speed electro-hydraulic pump-controlled systemJ.The International Journal of Advanced Manufacturing Technology August 2009, Volume 43, Issue 9-10, pp 841-851.16 Chu MH,Kang Y,Chuang YF. et al. Model following controller based on neural network for variable displacement pump JJSME International Journal，2003，46（1）：176-178.17 Khalil MKB,Yurkevich V,Svoboda J，,et al. Implementation of single feedback control loop for constant power regulated swash plate axial piston pumps J.International Journal of Fluid Power，2002（3）：27-36.18 Bahr M K,Svoboda J, Bhat R B. 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International Mechanical Engineering Congress and Exposition ASME-ME2002.New Orleans，USA：November，2002：17-21.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文及原稿譯文題目 轉(zhuǎn)速可調(diào)電液壓泵控制系統(tǒng)的高響應(yīng)和高效 率液壓注塑機(jī)的速度控制原稿題目 The high response and high efficiency velocity control of a hydraulic injection molding machine using a variable ational speed electro-hydraulic pump-controlled system 原稿出處 Mao-Hsiung Chiang, Chung-Chieh Chen, Chung-Feng Jeffrey Kuo.The International Journal of Advanced Manufacturing Technology August 2009, Volume 43, Issue 9-10, pp 841-851. 基于轉(zhuǎn)速可調(diào)電液壓泵控制系統(tǒng)的高響應(yīng)和高效率液壓注塑機(jī)的速度控制摘 要：高反應(yīng)高效率速度控制液壓注塑機(jī)（HIMMS）的要求，尤其是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，如光盤，磁盤，塑料光學(xué)透鏡，導(dǎo)光板等。相反的閥控液壓系統(tǒng)的問(wèn)題，能源效率低而被廣泛使用在今天的HIMMs，本文開(kāi)發(fā)了一個(gè)高響應(yīng)、高節(jié)能電液泵控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的可變轉(zhuǎn)速交流伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)和高效率的速度控制在HIMMs。恒排量的軸向柱塞泵結(jié)合交流伺服電機(jī)是在本研究為高響應(yīng)電液壓泵控制系統(tǒng)的HIMMs。為此，控制策略，符號(hào)距離函數(shù)模糊滑?？刂疲⊿DFSMC）是為了簡(jiǎn)化模糊規(guī)則庫(kù)通過(guò)滑動(dòng)表面的實(shí)際應(yīng)用。研制出的高變轉(zhuǎn)速泵控系統(tǒng)響應(yīng)的電液控制SD-FSMC 實(shí)施和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的速度控制各種目標(biāo)和外部負(fù)載條件。此外，能源效率不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析和比較精確的電力品質(zhì)記錄器用于測(cè)量電能消耗的交流伺服電機(jī)。1、簡(jiǎn)介液壓系統(tǒng)具有高功率重量比和高魯棒性的等，他們已被廣泛應(yīng)用在塑料注射成型機(jī)。然而，本液壓系統(tǒng)在液壓注射成型機(jī)（HIMMs）要求高響應(yīng)、高能源效率的競(jìng)爭(zhēng)與完整的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。高響應(yīng)速度和效率高的要求，特別是對(duì)他產(chǎn)品的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，如光盤，磁盤，塑料光學(xué)透鏡，導(dǎo)光板，等。針對(duì)不同的液壓回路，液壓系統(tǒng)進(jìn)行分類，如閥控液壓系統(tǒng)和液壓泵系統(tǒng)1。傳統(tǒng)的閥控液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)液壓伺服閥，具有較高的反應(yīng)，但低能量效率。一些研究的重點(diǎn)放在提高能源效率的閥控液壓系統(tǒng) 2-7。Chiang et al 5-7調(diào)查的一體化控制的節(jié)能控制與伺服控制實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)、高節(jié)能的閥控液壓缸系統(tǒng)，特別適用於塑膠射出成型機(jī)。節(jié)能控制包括負(fù)荷傳感控制，不斷的供應(yīng)壓力控制和恒定功率控制；伺服控制包含路徑控制，速度控制和力控制。然而，集成控制是復(fù)雜和有限度的提高能源效率的影響由于孔液壓伺服閥。能源效率的閥控液壓系統(tǒng)可以提高節(jié)能控制系統(tǒng)；然而，它仍然是較低的泵控液壓伺服系統(tǒng)由于孔作用的伺服閥5-7。此外，成本低的電液比例流量控制閥的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了開(kāi)關(guān)電磁液壓機(jī)8。泵控液壓伺服系統(tǒng)具有很高的能量效率。Lovrec 9的適用性的速度控制的感應(yīng)電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)的結(jié)合常數(shù)位移泵在出版社剎車系統(tǒng)。然而，傳統(tǒng)的泵控系統(tǒng)，其位移改變變量泵或恒排量泵通過(guò)可變轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī) 5-7，9，有較低的反應(yīng)。最近，高響應(yīng)泵控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)的介紹。Helduser 10首先提出的概念，泵控液壓伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)齒輪泵和交流伺服電機(jī)的變轉(zhuǎn)速注塑成型機(jī)1995。Ruhlicke 11研究了位置控制非對(duì)稱缸雙泵系統(tǒng)采用交流伺服驅(qū)動(dòng)具有可變轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，其定位精度約50米，仍然是不能令人滿意的。Kazmeier不同12采用模糊控制研究變轉(zhuǎn)速泵控系統(tǒng)定位控制的小功率最大330瓦特和小行程0.5毫米。Bildstein 13相比，他表現(xiàn)的泵控系統(tǒng)和變轉(zhuǎn)速和變位移的位置控制飛行控制系統(tǒng)的空中巴士A321。Helduser 14開(kāi)發(fā)電動(dòng)靜液壓驅(qū)動(dòng)采用交流伺服電機(jī)和恒排量齒輪泵節(jié)能電源和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。Habibi and Goldenberg 15討論了設(shè)計(jì)問(wèn)題的電液執(zhí)行器采用齒輪泵和電機(jī)。Helbig 16實(shí)現(xiàn)高效率和高響應(yīng)速度和壓力控制注塑機(jī)采用交流伺服電機(jī)和恒位移內(nèi)部齒輪泵。從調(diào)查資料，交流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)合內(nèi)部齒輪泵主要是用于。此外，該調(diào)查高反應(yīng)和高效泵控系統(tǒng)仍在發(fā)展。新的應(yīng)用的高響應(yīng)和高能源效率在不同的液壓伺服機(jī)仍在發(fā)展。本文旨在探討伺服性能高響應(yīng)電液泵控系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變轉(zhuǎn)速HIMMs。不是內(nèi)部齒輪泵中所討論的參考資料，恒排量的軸向柱塞泵，具有更好的性能和效率比內(nèi)齒輪泵，本研究使用。因此，新的泵控液壓伺服系統(tǒng)與交流伺服電機(jī)和恒排量的軸向柱塞泵為研究HIMMs速度控制。為此，本文開(kāi)發(fā)的智能控制策略，簽署距離模糊滑模控制（SD-FSMC）。該SD-FSMC的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)的模糊控制和滑模控制等，可以簡(jiǎn)化模糊規(guī)則庫(kù)，通過(guò)滑動(dòng)表面，適合實(shí)際應(yīng)用。研制出的高反應(yīng)變轉(zhuǎn)速泵系統(tǒng)控制的SD-FSMC實(shí)施和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的速度控制各種目標(biāo)和載荷條件。此外，能源效率不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析和比較精確的電力品質(zhì)記錄器是用于測(cè)量電能消耗的交流伺服電機(jī)。2、布局的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)液壓注塑機(jī)（HIMM），如圖1所示，改裝實(shí)驗(yàn)研究。此外，試驗(yàn)臺(tái)與同規(guī)格的他是建立在研究的新的高響應(yīng)、高節(jié)能電液泵控系統(tǒng)HMM驗(yàn)臺(tái)在這方面的工作可以分為三個(gè)子系統(tǒng)，包括伺服液壓缸的液壓系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，和基于PC的控制系統(tǒng)，如圖2所示。規(guī)格的主要組成列于表1。液壓伺服缸系統(tǒng)包含一個(gè)對(duì)稱缸裝有線性編碼器的分辨率為0.1米液壓動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)，其中包括一個(gè)斜盤式軸向柱塞泵恒排量12毫升/轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)采用交流伺服電機(jī)最大功率7千瓦，調(diào)整供應(yīng)量流由轉(zhuǎn)速控制的交流伺服電機(jī)?？刂戚斎胄盘?hào)的交流伺服馬達(dá)是從個(gè)人電腦控制器的采樣時(shí)間為5毫秒，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和擴(kuò)大由伺服放大器。速度信號(hào)產(chǎn)生的數(shù)字位置信號(hào)，測(cè)量的線性編碼器反饋的PC部隊(duì)的不同加載條件實(shí)驗(yàn)設(shè)置壓力的減壓閥DRV1和DRV2。3控制策略與控制器設(shè)計(jì)3.1設(shè)定距離模糊滑動(dòng)模式控制常規(guī)的模糊控制理論包含模糊化，模糊規(guī)則，模糊推理和模糊化。在許多模糊控制系統(tǒng)，模糊規(guī)則庫(kù)取決于控制誤差和控制誤差率。復(fù)雜的模糊推理規(guī)則和隸屬函數(shù)。在控制器。力信號(hào)測(cè)量傳感器和反饋到微機(jī)控制系統(tǒng)。因此，整個(gè)系統(tǒng)包含一個(gè)電液泵控系統(tǒng)改變的變轉(zhuǎn)速伺服馬達(dá)。整體電力供應(yīng)給電液泵控系統(tǒng)是衡量電力品質(zhì)記錄器能源效率分析與比較。此外，該系統(tǒng)包括一個(gè)擾動(dòng)，擾動(dòng)缸，雙閥，和一個(gè)齒輪泵，用在這里產(chǎn)生的外部干擾，減少模糊規(guī)則數(shù)目的模糊控制器，模糊滑?？刂疲ㄔO(shè)計(jì)），結(jié)合模糊控制理論和滑模控制的開(kāi)發(fā)17。在本文中，簽署距離模糊滑?？刂?8是用來(lái)設(shè)計(jì)的液壓伺服控制器。在傳統(tǒng)的模糊控制規(guī)則表，二維的斜對(duì)稱性，和絕對(duì)星等的控制輸入是成正比的距離主對(duì)角線的相平面。因此，簽署距離介紹，這是距離從實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)的滑動(dòng)表面的相平面。假設(shè)模糊滑動(dòng)面被描述為在是正的常數(shù)。模糊滑動(dòng)面= 0是直線的斜率的相平面17，19，20如圖3。注意控制輸入上面和下面的滑動(dòng)表面有相反的跡象。圖3說(shuō)明了相平面簽署距離模糊滑模面。讓一個(gè)交匯點(diǎn)的開(kāi)關(guān)線和線的垂直線的開(kāi)關(guān)從一個(gè)點(diǎn)，確定設(shè)定距離一般為一點(diǎn)：因?yàn)檑E象的控制輸入單向是> 0 <和它的絕對(duì)星等是成正比的距離德尚的開(kāi)關(guān)線= 0，可以得出結(jié)論認(rèn)為，控制輸入服務(wù)臺(tái)的距離成正比德尚因此，模糊規(guī)則表可以建立在一維空間序列代替二維空間的平面，控制輸入可通過(guò)秘書代替誤差與誤差速度圖4說(shuō)明了控制系統(tǒng)框圖的SD-FSMC。由SD-FSMC，模糊規(guī)則的數(shù)目可以大大降低，容易調(diào)整?；瑒?dòng)面分為七部分的隸屬函數(shù)集NB;NM;NS;ZR;PS;PM;PB，分別為。隸屬函數(shù)為控制輸入供定義為NB;NM;NS;ZR;PS;PM;PB。因此，而不是77模糊規(guī)則控制誤差和誤差率在常規(guī)模糊控制的sdfsmc，可以減少模糊規(guī)則為七個(gè)規(guī)則通過(guò)簽署距離，如表2所示。步方法用于模糊推理和質(zhì)心法用于解模糊化。讓DS和ds7是最高和最低值，分別，在隸屬函數(shù)集起來(lái)，如圖3。之間的關(guān)系，簽署距離和控制輸入你可以被描述如下：21：3.2控制器的設(shè)計(jì)在這項(xiàng)研究中，變轉(zhuǎn)速泵控系統(tǒng)控制的SD-FSMC實(shí)現(xiàn)速度控制。整體系統(tǒng)框圖如圖5所示。通過(guò)選擇合適的模糊滑模面，縮放因子和參數(shù)，以及隸屬函數(shù)和先進(jìn)的控制輸入，供為電液泵控調(diào)速系統(tǒng)可以決定。表3顯示了設(shè)計(jì)的控制參數(shù)和隸屬函數(shù)4、實(shí)驗(yàn)和討論速度控制反應(yīng)的高變轉(zhuǎn)速泵控液壓伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)和恒排量的軸向柱塞泵是執(zhí)行的HIMMs使用SD-FSMC實(shí)驗(yàn)研究。為驗(yàn)證的可行性，高響應(yīng)和高效率的電液泵控系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)需要的控制性能的HIMMs，速度控制是根據(jù)不同的控制條件，包括不同的目標(biāo)速度和不同的外部負(fù)載的力量所產(chǎn)生的干擾的干擾系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置氣缸壓力的減壓閥DRV1和DRV2?？刂菩盘?hào)的交流伺服馬達(dá)是從個(gè)人電腦控制器。采樣頻率是200赫茲，和交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速限制在2000轉(zhuǎn)每分鐘。根據(jù)限制的規(guī)范。最大速度伺服缸試驗(yàn)臺(tái)在這個(gè)理論上是大約116毫米/秒，根據(jù)最大轉(zhuǎn)速和位移軸向柱塞泵以及活塞有效面積不考慮泄漏液壓缸。油的溫度可以保持在30到40而不需要一個(gè)油冷卻器。4.1速度控制在不同速度目標(biāo)的承載力30千牛圖6表明，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的速度控制響應(yīng)不同的目標(biāo)，如20，50，和90毫米/秒，與不斷的外部負(fù)載力30千牛。圖6表明，上升時(shí)間的各種反應(yīng)速度可以達(dá)到0.30秒，和沉淀時(shí)間可控制在0.44個(gè)不同的速度的目標(biāo)。因此，高響應(yīng)電液泵控液壓系統(tǒng)驗(yàn)證。圖6顯示轉(zhuǎn)速變化的交流伺服電機(jī)的速度控制過(guò)程是成正比的控制輸入的速度控制器。圖7圖描繪放大的穩(wěn)態(tài)誤差可以控制在0.52毫米/秒，使性能優(yōu)良的電液泵控伺服系統(tǒng)的速度控制精度可以澄清。比較業(yè)績(jī)，包括上升時(shí)間，沉降時(shí)間，穩(wěn)態(tài)誤差，和時(shí)間點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)誤差，在三個(gè)不同的試驗(yàn)條件是總結(jié)在表4。4.2能源效率的速度控制能耗的實(shí)驗(yàn)速度控制與承載力30千牛，如圖所示，是本節(jié)中討論。整體電源引腳提供給電液泵控制系統(tǒng)是直接測(cè)量的電力品質(zhì)記錄器。輸出功率噘嘴的控制氣缸可以被描述為輸出力和速度的控制氣缸，分別。輸出力的直接測(cè)量負(fù)載細(xì)胞。轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)產(chǎn)生的數(shù)字位置信號(hào)測(cè)量的線性編碼器。圖8表明，變化的氣缸的輸出力的速度控制在90毫米/秒的速度。如圖5所示。因此，供應(yīng)電源引腳衡量電力品質(zhì)記錄器和輸出功率計(jì)算式7的速度為90毫米/秒顯示如圖9。能源效率可以達(dá)到80%左右的穩(wěn)定狀態(tài)，如圖10所示。此外，能源效率的速度控制實(shí)驗(yàn)50和20毫米/秒，也執(zhí)行在圖10。能源效率可以達(dá)到約76%和46%的速度控制實(shí)驗(yàn)50和20毫米/秒，分別。因此，能源效率的增加速度。能源效率可以達(dá)到76%以上的旋轉(zhuǎn)速度的交流伺服電機(jī)是超過(guò)一半的額定轉(zhuǎn)速。反之，低轉(zhuǎn)速較低的能源效率，如46%的速度20毫米/秒，因?yàn)樾实慕涣魉欧姍C(jī)和液壓泵的不同非線性與旋轉(zhuǎn)速度，尤其是低效率表現(xiàn)在較低的轉(zhuǎn)速范圍。因此，高效節(jié)能的電液泵控伺服系統(tǒng)是證明。4.3速度控制恒定外載荷確定的控制性能根據(jù)不同的外部負(fù)載條件，試驗(yàn)速度控制下的三種恒定加載條件，如10，30，和50千牛，調(diào)查。圖11表明，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的速度控制響應(yīng)90毫米/秒三恒載荷，包括10，30，和50千牛。圖11顯示的上升時(shí)間低于0.30秒的速度輸出，和沉淀時(shí)間，除了可以控制在0.45秒三的外部載荷。因此，良好的高效性和高性能的電液泵控伺服系統(tǒng)響應(yīng)的系統(tǒng)下的三個(gè)外部載荷的驗(yàn)證。圖11顯示旋轉(zhuǎn)速度的交流伺服馬達(dá)，是成正比的控制輸入的速度控制器。此外，穩(wěn)態(tài)誤差，如圖12所示，可控制在0.78毫米/秒的性能比較三種不同試驗(yàn)條件下的外部負(fù)載力總結(jié)在表5中，包括了上升時(shí)間，沉降時(shí)間，穩(wěn)態(tài)誤差，和時(shí)間點(diǎn)穩(wěn)態(tài)誤差。4.4速度控制步驟外部負(fù)載進(jìn)一步驗(yàn)證的高效性，實(shí)驗(yàn)的速度控制步驟外部負(fù)載力10千牛對(duì)伺服缸缸的干擾干擾系統(tǒng)在此期間從三分之一，三分之二的實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間的實(shí)施。圖13顯示了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同速度目標(biāo)的步驟外部負(fù)載力10千牛。為一步外載荷施加，速度控制器可以補(bǔ)償擾動(dòng)變化迅速在0.4和保持速度控制響應(yīng)。然而，由于液壓缸行程限制，即400毫米，實(shí)驗(yàn)90毫米/秒，僅為3秒，而不是6號(hào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，電液泵控伺服系統(tǒng)可以達(dá)到良好的反應(yīng)和保持魯棒性外部載荷步。5、結(jié)論1.本研究開(kāi)發(fā)出一種新的電液泵控系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)速度控制與高反應(yīng)和高能源效率，而集成控制概念的閥控液壓系統(tǒng)開(kāi)發(fā)5-7是復(fù)雜和具有較低的能源效率。2.在新的電液泵控系統(tǒng)，恒排量的軸向柱塞泵是用來(lái)結(jié)合交流伺服電機(jī)由于更好的響應(yīng)和效率，而不是內(nèi)部齒輪泵在10-16。3.為實(shí)現(xiàn)更好的速度控制性能，簽署距離模糊滑?？刂?，它簡(jiǎn)化了模糊規(guī)則和計(jì)算時(shí)間少，使用和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。4.實(shí)驗(yàn)中的速度控制是不同的目標(biāo)，如20，50，和90毫米/秒，與外載荷力30千牛，和恒定速度90毫米/秒三恒載荷，包括10，30，和50千牛。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上升時(shí)間的各種速度控制的反應(yīng)可以保持在0.30以下，且穩(wěn)定時(shí)間也可控制在0.44內(nèi)的各種條件。顯而易見(jiàn)的是，液壓泵控伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了性能的高響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)誤差小。5.為了分析能源效率準(zhǔn)確，電力品質(zhì)記錄器是用于直接測(cè)量電能消耗的交流伺服電機(jī)等，效率的影響變化的交流伺服電機(jī)和液壓泵以及液壓泄漏泵可以被認(rèn)為是完全。能源效率的液壓泵控伺服系統(tǒng)的速度控制可以達(dá)到46%以上的目標(biāo)的速度20毫米/秒，尤其80%歲以上的速度90毫米/秒很明顯，電液泵控伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的速度控制步驟外部載入中證實(shí)，液壓泵控液壓系統(tǒng)可以進(jìn)行良好的反應(yīng)和保持高效性外部載荷步。7.新的電液泵控系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變轉(zhuǎn)速可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高能量效率高，反應(yīng)的速度控制液壓注射成型機(jī)。The high response and high efficiency velocity control of a hydraulic injection molding machine using a variable rotational speed electro-hydraulic pump-controlled systemMao-Hsiung Chiang & Chung-Chieh Chen &Chung-Feng Jeffrey KuoAbstract：High response and high efficiency velocity control of a hydraulic injection molding machine (HIMM) is requested especially for the process of high-tech industries, such as CD and DVD disks, plastic optical lens, light guide plates, etc. Instead of the hydraulic valve-controlled systems that have the problem of low energy efficiency but have been used widely in todays HIMMs, the paper develops a high response and high energy efficiency electro-hydraulic pump-controlled system driven by a variable rotational speed AC servo motor for achieving high response and high efficiency velocity control in HIMMs. A constant displacement axial piston pump combined with the AC servo motor is developed in this research as the high response electro-hydraulic pump-controlled system for the HIMMs. For that, the control strategy, signed-distance fuzzy sliding mode control (SDFSMC) is developed to simplify the fuzzy rule base through the sliding surface for practical applications. The developed high response variable rotational speed electro-hydraulic pump-controlled system controlled by SD-FSMC is implemented and verified experimentally for velocity control with various velocity targets and external loading conditions. Furthermore, the energy efficiencies of different experiments are analyzed and compared precisely by the power quality recorder used to measure the electrical power consumed by the AC servo motor.Keywords Hydraulic injection molding machine.Electro-hydraulic pump-controlled system AC servo motor.Hydraulic axial piston pump. Velocity control.Energy efficiency. Signed-distance fuzzy sliding mode control1 IntroductionHydraulic systems have the advantages of high powerweight ratio and high robustness such that they have been applied widely in plastic injection molding machines. However, the present hydraulic systems in hydraulic injection molding machines (HIMMs) are requested for both high response and high energy efficiency in competition with the full electrical motor driving systems. High response and high efficiency velocity control of a HIMM is requested especially for the products of high-tech industries, such as CD and DVD disks, plastic optical lens, light guide plates, etc. In view of the hydraulic circuits, two different hydraulic systems are classified, such as the hydraulic valve-controlled system and the hydraulic pump-controlled system 1. The conventional hydraulic valve-controlled systems, whose actuators are adjusted by hydraulic servo valves, have high response but low energy efficiency. Some researches have focused on the improvement of energy efficiency of the hydraulic valve-controlled systems 27. Chiang et al. 57 have investigated the integration control of energy-saving control and servo control to achieve high response and high energy-efficiency in the hydraulic valve-controlled cylinder systems, especially applied for plastic injection molding machines. Energy-saving control includes load-sensing control, constant supply pressure control and constant supply power control; servo control contains path control, velocity control and force control. However, the integration control is complicated and has limit to improve the energy efficiency due to the orifice effect of hydraulic servo valves. The energy efficiency of the hydraulic valve-controlled system can be improved by the energy-saving control systems; however, it is still lower than that of the hydraulic pump-controlled system due to the orifice effect of the servo valve 57. Besides, low cost electro-hydraulic proportional flow control valve based on a switching solenoid has been developed for hydraulic press machines 8. Hydraulic pump-controlled systems have high energy efficiency. Lovrec 9 investigated the applicability of a speed-controlled induction motor driven by a frequency converter in combination with a constant displacement pump for the press-brake system. However, the conventional pump-controlled systems, whose displacements are altered by variable displacement pumps or by constant displacement pumps via variable rotational speed AC induction motors 57, 9, have lower response. Recently, high response pump-controlled systems driven by AC servo motors are introduced. Helduser 10 firstly presented the concept of hydraulic pump-controlled system, driven by gear pumps and AC servo motors with variable rotational speed for injection molding machines in 1995. Ruhlicke 11 studied the position control of asymmetrical cylinder with double pump-controlled system driven by AC servo motor with variable rotational speed, which the position accuracy about 50 m, is still unsatisfactory. Kazmeier and Feldmann 12 used fuzzy control to study the pump-controlled system with variable rotational speed for positioning control with small power with maximum of 330 W and small stroke of 0.5 mm. Bildstein 13 compared he performance of pump-controlled systems with variable rotational speed and that with variable displacement applying in the position control of the fli