提高液壓機械無級傳動換段品質的方法

高平

東北特鋼集團北滿特殊鋼有限責任公司 黑龍江齊齊哈爾 161041

提高液壓機械無級傳動換段品質的方法

高平

東北特鋼集團北滿特殊鋼有限責任公司 黑龍江齊齊哈爾 161041

早在上個世紀80年代，液壓機械無級傳動作為一種新技術在車輛無級傳動領域中得到了廣泛的應用，因其具有無級調速特性好、節能、效率高等優點而受到人們的廣泛關注。在現代化社會發展中，為了提高液壓機械無級傳動換段的品質，本文從液壓機械無級傳動的控制原理出發，通過建立合理的控制模型、采用相應的計算公式對其進行深入的研究，通過研究證明，在液壓機械無級傳動在換段運行過程中，通過合理的運算能夠有效地提高其換段品質，達到正常運行的目的。本文就液壓無級傳動換段品質的提高措施進行全面分析，以供參考。

液壓機械無級傳動；換段品質；提高；方法；控制模型

液壓機械無級傳動是上個世紀80年代發展起來的一項技術，隨著科學技術的進步與發展，多段液壓機械無級傳動在車輛無級傳動領域中得到了廣泛的應用，達到了理想的引用效果。通過分析發現，多段液壓機械無級傳動在運行中具有無極調速特性進行合理控制、較高的運行效率，并且還能夠實現小功率液壓元件傳遞大功率特性的優點，因此受到了人們的廣泛重視。

一、多段液壓機械無級傳動的概述

多段液壓機械無級傳動在實際工作中可分為正相位與反相位兩個類型，在其運行中，正、反兩個相位一般都需要在較短的時間內完成轉換，在這一轉換過程中，還要求其中的高壓油路與低壓油路實現轉換。此時，液壓機械傳動在運行過程中，每一個工作環節的前半截都會出現循環功率，這就需要工作人員在實際工作中將開環機械應用在其中，從而對液壓系統進行合理的操作。在整個操作過程中，我們需要解決以下兩個方面的問題：首先，在液壓機械無級傳動過程中，由于液壓系統中的元件受到容積效率方面的影響，這就導致其在運行過程中轉速不合理，這就導致輸出轉速的波動與液壓系統的內部元件發生沖擊，影響到整個設備的正常運行，達不到理想的效果；其次，在整個傳動過程中，由于操作拉桿的拉動速度要比其運行速度快很多，這就導致液壓機械無級傳動在運行中品質不高，不利于達到理想的運行效率。因此在實際工作中，相關工作人員應當對其進行全面分析，通過模型的建立以及運算公式的合理應用來提高其換段品質，達到理想的傳動效果。

二、根據液壓機械無級傳動的實際情況建立電控系統控制模型

一直以來，工作人員都采用的是機械對液壓機械無級傳動進行合理的操作，使其達到理想的運行效果，但是為了建立一個完整的電控系統控制模型，我們也就需要將操作模式轉變為電液操縱，這樣也就形成了一個閉環控制裝置。

通過相關人員對電控系統控制模型及逆行那個分析發現，定排量液壓元件的轉速變化主要受變排量液壓元件排量的變化和外界負載的變化兩個因素影響．若變排量液壓元件排量的變化量△qpr(S)為輸入，定排量液壓元件的轉速變化量△nm(S)為輸出的傳遞函數，則

若外界負載變化量△TL(S)為輸入，定排量液壓元件的轉速變化量△ωm(s)為輸出的傳遞函數為

以上各式中：qmr為定排量液壓元件每弧度排量；ωω為輸入角速度；Im為定排量液壓元件的轉動慣量；Rfm為定排量液壓元件的摩擦阻力系數；Cp為變排量液壓元件的液容；CT為高壓油路的液容；Cm為定排量液壓元件的液容；Rlp為變排量液壓元件的泄漏液阻；Rlm為定排量液壓元件的泄漏液阻．

將式(1)、式(2)兩個傳遞函數中的轉速變化量線性疊加，得到系統輸出轉速在變排量元件排量變化和外界負載變化的共同作用下的響應情況，即系統的動態速度特性：

由上述分析可以得到以下結論：液壓系統實質上屬于一個非線性系統，在其運行過程中，系統往往受到其對階躍信號輸入的相應而產生巨大的振動力，并具有一定的滯后性。因此，為了避免系統受到這種嚴重的影響，技術人員可以將PID控制與模糊控制方法應用在其中，從而保證液壓系統的正常運行。

二、電控系統的PID控制算法軟件

PID控制算法軟件中采用了位置式PID控制，并對其常常出現的超調和振蕩現象采取了以下措施：

1、積分飽和抑制

當控制量進入飽和區，停止進行增大積分的運算。具體地說，在計算第h個值時，首先判斷上一采樣時刻控制量是否己超過限制范圍，如果己超出，將根據偏差的符號，判斷系統的輸出是否在超調區域，由此決定是否將積分項計入。

2、微分振蕩抑制

為了抑制階躍輸入造成微分項輸出急劇增加引起的控制過程的振蕩，同時保證微分作用的有效，依照模擬調節器的力一法，采用不完全積分PID算法，即在數字調節器中串接低通濾波器抑制高頻十擾．使輸出的微分作用能在各個采樣周期里按照偏差變化的趨勢均勻輸出，改善系統性能。

三、電控系統的模糊控制算法軟件

若采用模糊控制方法對液壓系統進行分析，那么我們還需要將解析式模糊邏輯方法應用在其中，這樣也就有利于我們對不同階段的量化因子與比例因子進行分析，從而提高液壓機械無級傳動換段的品質。具體可用以下公式表示：

①過度段當誤差大于閩值時，采用較大的基本論域，進行粗量化，同時采取高增益調節，以迅速減小偏差．②穩態段當誤差在閩值以下，系統趨于穩定，采用較小的基本論域，進行細量化操作，同時采取低增益調節．③極值段當誤差超過基本論域范圍時，輸出一規定的控制量，避免出現大的超調和振蕩。

四、結束語

通過上述研究我們可以看出，在液壓機械無級傳動過程中，通過電控系統能夠有效地避免系統元件與系統輸出轉速波動之間的沖撞，如果其運行中所承載的負荷較大而導致液壓元件容積效率不高，那么我們將該系統應用能夠獲得更加顯著的效果。由此可以看出，電控系統的應用能夠提高液壓機械無級傳動轉換品質，具有較強的實用性以及廣闊的發展前景。

[1]胡紀濱，苑士華.液壓機械無級傳動的特性研究[J].機械設計，2000(04)

[2]張寶彬，苑士華，趙然.液壓機械連續無級傳動的控制系統研究[J].車輛與動力技術，2003(04)