一體化數字液壓作動系統的建模仿真和控制

齊海濤

(北京航空航天大學工程訓練中心，北京100191)

付永領 祁曉野

(北京航空航天大學 機械工程及自動化學院，北京100191)

傳統的液壓作動系統一般采用中央恒壓液壓源供油、伺服閥控制液壓缸的形式，液壓源與伺服閥之間通過液壓管路連接，以傳遞能量［1］.該型作動系統雖然具有很好的動態性能，但無法避免溢流損失造成的系統效率低、發熱量大的問題;且采用管路連接，易產生振動噪聲;同時伺服閥的抗污染能力也比較差，這大大降低了系統的可靠性［2］.隨著目前機電液控集成技術、數字液壓技術、控制手段和方法及計算機技術的發展，液壓作動系統正朝著一體化、小型化、智能化、高效率、高可靠性和低噪聲的方向發展［3］.各種新型的作動系統，如電動靜液作動器(EHA，Electro-Hydrostatic Actuator)、電備份液壓作動器(EBHA，Electric Back-up Hydraulic Actuator)、集成電液作動器(IAP，Integrated Actuator Package)、電液復合作動器、閥泵協調控制作動器和電機-泵-閥聯合控制作動器等，也隨之出現［4－6］.上述各種新型的作動系統各有各的優缺點，本文將數字液壓技術和泵源控制技術相結合，基于數字缸［7－8］和電液泵［9－11］提出了一種新型的一體化數字液壓作動系統(IDA，Integrated Digital hydraulic Actuation system).基于 AMESim［12－13］建立了其數字化模型，并與傳統的采用集中液壓源(恒壓定量泵)供油和伺服閥控制伺服油缸的作動系統進行了仿真對比分析，指出了一體化數字液壓作動系統的優缺點.

1 系統組成和工作原理

圖1所示為所設計的一體化數字液壓作動系統，主要由封閉式油箱、液位計、溫度計、熱交換器、電……