基于AMESim和ADAMS鉆井管柱液壓舉升裝置聯(lián)合仿真研究

中圖分類號(hào)：TE927文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.12473/CPM.202405062

Joint Simulation Research on DrillingStringLifting Device Based on AMESim and ADAMS

Song Binghao1Wang Hanxiang1Zhang Heng1Liu Yanxin1Cai Wenjun2Chen Zhili2 （1.Collegeof MechanicalandElectricalEngineering，China UniversityofPetroleum（EastChina）；2.Drilling Technology Research Institute，Sinopec ShengliPetroleumEngineeringCo.，Ltd.）

Abstract：As the drilling technology continues to develop，the requirements for conveying efficiency and automationlevelofdrilling tool becomes increasinglyhigh.However，there is unpredictablerollng of driling tool in theconveying process，makingitdificulttoeffctivelycontrol itsmovementtrajectoryMeanwhile，real-timeload changes cannot guaranteethe synchronization of hydraulic cylinder，and a single simulation software cannot truly reflect actual working conditions.Therefore，anew typeof clamping hydraulic lifting device fordriling string was developed and used to prevent drilling string from rollng in the conveying process.Moreover，the load-sensitive hydraulic system basedon pre-valvecompensation was adopted to ensure the synchronization of hydraulic cylinder in each mechanism，achieving steplesscontrol regardless offlow rateand load pressure.Finally，a co-simulation model built based on AMESim and ADAMS was used to simulate the real operating status of the lifting device.The simulation results show that the output value of the hydraulic actuator welltracks the target expected value well，

with a maximum error of no more than 3. 6% and a hydraulic cylinder synchronization error of no more than 2. 1%

The research results provide theoretical guidance for the development and test of string conveying device.

Keywords： drilling string;hydraulic lifting device;PID position feedback； load-sensitive hydraulic system; mechanical-hydraulicco-simulation

0 引言

隨著國內(nèi)外石油鉆采工藝技術(shù)的不斷提升，油氣開采正向著深井、超深井不斷邁進(jìn)，同時(shí)對于石油鉆機(jī)的自動(dòng)化、智能化要求也越來越高[1]。動(dòng)力貓道作為石油鉆機(jī)的重要組成部分，主要用于地面與鉆臺(tái)之間鉆桿、套管以及鉆誕的來回輸送，其輸送鉆具的效率與穩(wěn)定性對油氣開采至關(guān)重要。而液壓系統(tǒng)作為動(dòng)力貓道的核心部分，在提高鉆具輸送效率及節(jié)能降耗等方面發(fā)揮著重要作用[2-3]

傳統(tǒng)將地面鉆桿架上水平放置的鉆具輸送到鉆井平臺(tái)主要依靠機(jī)械貓道與氣動(dòng)絞車相互配合而完成，涉及到大量人工操作；隨著油氣開采技術(shù)的提升，通過動(dòng)力貓道進(jìn)行輸送鉆具，較大程度地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。但在各個(gè)設(shè)備交接過程中，鉆具存在不可控的滾動(dòng)，經(jīng)常偏離安全操作路徑，無法實(shí)現(xiàn)對其輸送的全自動(dòng)化[4]。

鉆具輸送裝置是一個(gè)集機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)為一體的負(fù)載系統(tǒng)，多學(xué)科領(lǐng)域之間相互交叉導(dǎo)致很難在單一仿真平臺(tái)模擬其實(shí)際工況[5-7]。近年來，大多數(shù)學(xué)者在研究鉆具輸送作業(yè)裝置時(shí)，為克服機(jī)械系統(tǒng)與電液控制系統(tǒng)的耦合，一般對鉆具輸送裝置的機(jī)械系統(tǒng)與電液伺服系統(tǒng)分別進(jìn)行仿真分析[8]，其中包括：孫巧雷等[9]應(yīng)用達(dá)朗貝爾原理建立了動(dòng)力貓道的動(dòng)力學(xué)方程，分析了其在工作過程中的拉力變化；裴學(xué)良等[10]借助虛擬樣機(jī)技術(shù)獲得了動(dòng)力貓道的載荷數(shù)據(jù)；譚志松\"基于負(fù)載敏感技術(shù)建立了鉆具輸送裝置的液壓系統(tǒng)，并利用AMESim軟件研究了其負(fù)載敏感特性；矯龍「對動(dòng)力貓道工作不同步問題進(jìn)行了分析，對其電液系統(tǒng)運(yùn)用批處理的方法選出合理的運(yùn)行參數(shù)；鐘蔚嶺等[13]采用機(jī)液聯(lián)合仿真的方法，分析了HCW-90型動(dòng)力貓道翻板機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能，確保鉆具穩(wěn)定運(yùn)移。目前對于鉆具輸送裝置的機(jī)液聯(lián)合仿真研究較少，單獨(dú)研究機(jī)械系統(tǒng)或者電液控制系統(tǒng)無法真實(shí)反映鉆具輸送裝置在復(fù)雜工況下的參數(shù)變化情況。

綜上所述，針對現(xiàn)有鉆具輸送裝置所存在的問題，筆者研制了一種新型鉆井管柱液壓舉升裝置，該裝置通過夾持方式將地面水平放置的鉆具轉(zhuǎn)移至豎直狀態(tài)，然后提升至鉆井平臺(tái)下方的鼠洞。同時(shí)采用AMESim與ADAMS仿真平臺(tái)搭建鉆井管柱液壓舉升裝置機(jī)-電-液聯(lián)合仿真模型，采用閥前補(bǔ)償負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)，設(shè)置相關(guān)的工作參數(shù)，對管柱液壓舉升裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡控制進(jìn)行聯(lián)合仿真，獲取裝置運(yùn)動(dòng)軌跡控制中各項(xiàng)參數(shù)的變化過程，提高仿真效率與精度，為后續(xù)的試驗(yàn)研究提供參考。

1鉆井管柱液壓舉升裝置設(shè)計(jì)

1. 1 結(jié)構(gòu)組成

鉆井管柱液壓舉升裝置是鉆機(jī)重要的外圍設(shè)備之一[14]。鉆井管柱液壓舉升裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，主要由底座、底座小車、中心接送手爪、推管機(jī)構(gòu)、鉆具抬升機(jī)構(gòu)、主推液壓缸、回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)、支撐臂小車、支撐臂以及鉆具夾持鉗等組成。地面管柱處理系統(tǒng)將鉆具清洗以及刷油后，由中心接送手爪輸送至底座V形槽內(nèi)，隨后鉆井管柱液壓舉升裝置將管柱由水平狀態(tài)調(diào)整至豎直狀態(tài)，再舉升至鉆臺(tái)動(dòng)力鼠洞。

1—底座；2—底座小車；3—中心接送手爪；4—鉆具；5—推管機(jī)構(gòu)；6—鉆具抬升機(jī)構(gòu)；7—主推液壓缸；8—回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)；9—支撐臂小車；10—支撐臂；11—鉆具夾持鉗。

1.2 工作原理

鉆井管柱液壓舉升裝置主要用于鉆井或修井中的管柱輸送作業(yè)，代替動(dòng)力貓道，將水平放置的鉆桿、鉆、套管、油管以及鉆桿立根、鉆鋸立根、套管立根、油管立根等鉆修井用管具輸送至鉆臺(tái)面，便于后續(xù)鉆修井作業(yè)，提高鉆修井效率。

根據(jù)鉆修井工作要求，鉆井管柱液壓舉升裝置工作流程分為上鉆作業(yè)與甩鉆作業(yè)[15]。其中上鉆作業(yè)工作流程分為8個(gè)動(dòng)作： ① 傾斜油缸使中心接送手爪外端翹起，將管柱翻轉(zhuǎn)至底座V形槽中；② 底座小車在液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下前進(jìn)，推動(dòng)管柱向前運(yùn)動(dòng)至舉升部位； ③ 鉆具抬升機(jī)構(gòu)將管柱抬升至一定高度，便于夾持鉗機(jī)構(gòu)夾取； ④ 夾持鉗液缸動(dòng)作抓取管柱； ⑤ 主推液缸動(dòng)作將抓舉機(jī)構(gòu)連同管柱推移至豎直狀態(tài)； ⑥ 回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)將支撐臂與管柱旋轉(zhuǎn) 180^° 后面對鉆井平臺(tái)； ⑦ 液壓絞車帶動(dòng)支撐臂小車將管柱提升至井口交接位置；⑧ 鉆井平臺(tái)的吊卡抓取管柱后，支撐臂小車與主推液缸返回下降，到達(dá)初始位置后進(jìn)行下一根管柱的輸送。

2 動(dòng)力學(xué)模型與液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1虛擬樣機(jī)模型建立

由于ADAMS仿真平臺(tái)建模比較困難，所以利用SolidWorks軟件建立鉆井管柱液壓舉升裝置各零部件的三維模型，并將各零部件按照實(shí)際裝配關(guān)系組裝成裝配體，將模型轉(zhuǎn)化為parasolid（.x_t）格式后導(dǎo)人到ADAMS軟件中，定義模型的質(zhì)量、材料屬性以及約束條件等。添加約束時(shí)動(dòng)力學(xué)仿真模型不得有冗余約束，否則聯(lián)合仿真時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。在ADAMS中添加狀態(tài)變量，并定義輸人變量與輸出變量，為后續(xù)的聯(lián)合仿真做準(zhǔn)備。虛擬樣機(jī)模型如圖2所示。各部件之間的約束如表1所示。

2.2舉升裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鉆井管柱液壓舉升裝置的抓舉部分主要由主推液壓缸、夾持鉗液壓缸、回轉(zhuǎn)支承液壓馬達(dá)與支撐臂小車液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，合理設(shè)計(jì)其液壓系統(tǒng)對于整機(jī)的工作性能至關(guān)重要。采用基于閥前補(bǔ)償?shù)呢?fù)載敏感液壓系統(tǒng)，其液壓系統(tǒng)原理圖如圖3所示。

1—油箱；2—過濾器；3—溢流閥；4一電機(jī)；5—負(fù)載敏感 液壓泵（a—負(fù)載敏感閥；b—壓力切斷閥；c—變量活塞機(jī) 構(gòu)）；6—壓力表；7—可變節(jié)流閥；8—壓力補(bǔ)償閥；9—梭 閥；10—負(fù)載敏感閥；11—分流閥；12—平衡閥；13—夾持 鉗液壓缸；14—安全閥；15—單向閥；16—主推液壓缸； 17—支撐臂小車液壓馬達(dá)；18—回轉(zhuǎn)支承液壓馬達(dá)。

負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)具有可同時(shí)滿足多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作而不受影響的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械中。負(fù)載敏感泵主要由負(fù)載敏感閥、壓力切斷閥和變量活塞等部件組成[16]，可以根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載敏感泵出口的流量與壓力，使泵輸出的壓力與流量可更好地與實(shí)際需要相匹配，有效地保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少系統(tǒng)的流量損失，使節(jié)能效果顯著[17]

在裝置的液壓系統(tǒng)中，設(shè)置了閥前壓力補(bǔ)償閥。壓力補(bǔ)償閥根據(jù)負(fù)載大小的變化，調(diào)整其內(nèi)部彈簧閥芯的開度，以改變換向閥前的壓力。壓力補(bǔ)償閥的調(diào)整導(dǎo)致比例換向閥前后的壓差保持在一個(gè)穩(wěn)定的設(shè)定值，這種穩(wěn)定的壓差確保了液壓系統(tǒng)能夠以恒定的壓力向液壓執(zhí)行元件供油。通過換向閥的流量計(jì)算為[18]：

式中： Q 為通過換向閥的流量， m³/s ； C 為流量系數(shù)，無量綱； A 為閥芯節(jié)流面積， m² ； Δp 為換向閥前后壓差， Pa . ρ 為油液密度， kg/m³ O

由式（1）可知，液壓系統(tǒng)可以通過改變比例換向閥的閥芯節(jié)流面積來控制和分配流量，流量的大小僅取決于換向閥的開度，而不受負(fù)載壓力的影響，可以確保在不同負(fù)載條件下液壓系統(tǒng)能夠提供所需的流量和壓力。此外，液壓回路中設(shè)置平衡閥與安全閥，可保證裝置在變負(fù)載工況下穩(wěn)定運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)急速滑動(dòng)等現(xiàn)象，保障了系統(tǒng)的安全性。

3 機(jī)液聯(lián)合仿真模型搭建

3.1聯(lián)合仿真原理與接口設(shè)置

將AMESim與ADAMS進(jìn)行聯(lián)合仿真的優(yōu)點(diǎn)在于它們能夠結(jié)合2個(gè)不同領(lǐng)域的仿真工具，提供更全面、更深入的系統(tǒng)分析與優(yōu)化。由于聯(lián)合仿真較為復(fù)雜，涉及的執(zhí)行機(jī)構(gòu)較多，所以主要研究抓舉裝置部分的聯(lián)合仿真。

鉆井管柱液壓舉升裝置聯(lián)合仿真模型以AMESim軟件為主控軟件，ADAMS作為輔控軟件。AMESim軟件根據(jù)液壓系統(tǒng)提供的壓力以及各液壓元件的參數(shù)計(jì)算各個(gè)液壓缸產(chǎn)生的油缸作用力或液壓馬達(dá)的扭矩，并將油缸作用力或扭矩作為驅(qū)動(dòng)力輸入到ADAMS動(dòng)力學(xué)模型中，通過ADAMS計(jì)算各運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下液壓缸的位移速度或執(zhí)行構(gòu)件的角速度，并將計(jì)算值返回到AMESim電液系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)對鉆井管柱液壓舉升裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測控制。鉆井管柱液壓舉升裝置機(jī)液聯(lián)合仿真接口設(shè)置如圖4所示。機(jī)液聯(lián)合仿真流程如圖5所示。

由于鉆具在輸送過程中與裝置存在不可控的沖擊與振動(dòng)，其接觸力的波動(dòng)會(huì)引起液壓缸和液壓馬達(dá)流量與壓力的波動(dòng)，進(jìn)而影響輸出力與輸出扭矩。單一仿真軟件無法真實(shí)反映管柱液壓舉升裝置的工作狀況。采用基于閥前補(bǔ)償負(fù)載敏感技術(shù)的機(jī)液聯(lián)合仿真方法不僅可實(shí)時(shí)檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)受力情況，而且負(fù)載敏感系統(tǒng)可針對負(fù)載的變化對液控系統(tǒng)的流量與壓力作出實(shí)時(shí)調(diào)整，更準(zhǔn)確地模擬裝置的真實(shí)工作環(huán)境，進(jìn)而降低能耗。

3.2機(jī)液聯(lián)合仿真模型建立

在ADAMS軟件中建立動(dòng)力學(xué)模型后，在Con-trol模塊中創(chuàng)建軟件接口，導(dǎo)出FMU文件后代替機(jī)械模型導(dǎo)入到AMESim軟件中，同時(shí)搭建鉆井管柱液壓舉升裝置液壓系統(tǒng)與電控系統(tǒng)AMESim模型，將接口模塊與電液系統(tǒng)AMESim模型的相關(guān)接口進(jìn)行連接[19-20]。搭建的管柱液壓舉升裝置機(jī)液聯(lián)合仿真模型如圖6所示。其中聯(lián)合仿真以AMESim為主控軟件，ADAMS為輔助軟件。

聯(lián)合仿真過程中，機(jī)械與液壓系統(tǒng)通過FMU接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)時(shí)反饋系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)；同時(shí)在聯(lián)合仿真模型中引入PID位置反饋控制，通過位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測液壓缸活塞桿位置，更好地減小反饋值與期望值之間的誤差，提高控制精度[21-24]。典型PID反饋控制原理如圖7所示[25]。

PID位置反饋控制系統(tǒng)傳感器檢測值與期望值的偏差 e（t） 計(jì)算為：

e（t）=r（t）-y（t）

式中： r（t） 為控制器發(fā)出的期望位移信號(hào)； y（t） 為位移傳感器檢測的信號(hào)。

PID控制器的輸出信號(hào) u（t） 表達(dá)式為：

式中： K_p 為比例增益； T_i 為積分時(shí)間常數(shù)； T_d 為微分時(shí)間常數(shù)； τ 為積分臨時(shí)變量。

為滿足多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作互不影響以及實(shí)現(xiàn)負(fù)載壓力的無級(jí)控制，機(jī)液聯(lián)合仿真模型的液壓動(dòng)力源采用基于閥前補(bǔ)償?shù)呢?fù)載敏感技術(shù)[26]，利用AMESim中自帶的負(fù)載敏感閥泵組件，搭建了帶有負(fù)載敏感系統(tǒng)的機(jī)液聯(lián)合仿真模型

4機(jī)液聯(lián)合仿真

4.1管柱液壓舉升裝置工作過程

為了解鉆井管柱液壓舉升裝置機(jī)械系統(tǒng)與液控系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，考慮機(jī)液系統(tǒng)的相互影響，對裝置的上鉆過程進(jìn)行聯(lián)合仿真分析。由于基座部分的作業(yè)主要在地面上完成，機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定，負(fù)載變化相對較小。為了簡化系統(tǒng)，主要對抓舉部分進(jìn)行聯(lián)合仿真。上鉆過程抓舉部分的時(shí)間分配與液壓執(zhí)行件工作狀態(tài)如表2所示。

由于鉆井管柱液壓舉升裝置的工況較復(fù)雜，可輸送不同規(guī)格的鉆井管柱，所以主要研究最大載荷工況（輸送4.5t鉆）下的機(jī)液系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。

4.2機(jī)液聯(lián)合仿真結(jié)果分析

對搭建的鉆井管柱液壓舉升裝置機(jī)液聯(lián)合仿真模型進(jìn)行聯(lián)合仿真分析。其中系統(tǒng)的額定壓力設(shè)定 16MPa ，負(fù)載敏感閥閥芯調(diào)定壓力設(shè)定為2MPa ，電機(jī)轉(zhuǎn)速為 1500r/min ，負(fù)載敏感泵排量為 300cm³/r ，壓力補(bǔ)償閥的彈簧調(diào)定壓力設(shè)為0.5MPa （即負(fù)載敏感閥前后壓差保持 0.5MPa ）。

系統(tǒng)仿真時(shí)長設(shè)置為 50s ，時(shí)間間隔為0.01s，機(jī)液聯(lián)合仿真數(shù)據(jù)交換時(shí)間間隔為0.001s。機(jī)液聯(lián)合仿真結(jié)束后可從AMESim液壓模型中獲取負(fù)載敏感泵的壓力、流量以及液壓執(zhí)行元件位移轉(zhuǎn)角實(shí)際值與期望值之間的誤差，從而驗(yàn)證電液系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)能否較好地實(shí)現(xiàn)管柱舉升裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡控制。對機(jī)液系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真分析，得到各液壓執(zhí)行元件的位移轉(zhuǎn)角曲線，如圖8＼～圖11所示。

由圖8＼～圖11可知：主推液壓缸、夾持鉗液壓缸、回轉(zhuǎn)支承液壓馬達(dá)以及支撐臂小車液壓馬達(dá)的實(shí)際位移較好地跟蹤了期望位移，誤差較小，且同步性較高；主推液壓缸回路中，由于位移傳感器輸出為相對位移，所以開始時(shí)刻液壓缸收縮輸出為負(fù)值，主推液壓缸的控制誤差最大為0.025m ，相對誤差為 1.9% ，且2主推液壓缸同步性較高，誤差保持在 0.002m 內(nèi)，載荷分配均勻，確保了裝置運(yùn)行的平穩(wěn)性；夾持鉗液壓缸的控制誤差最大為 0.01m ，相對誤差為 3.6% ，其中4個(gè)液壓夾持鉗位移誤差保持在 0.009m 內(nèi)，可較好地保證同步性，防止鉆井管柱因受力不均而發(fā)生變形或損傷；回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)控制誤差最大為 5.8^° ，相對誤差為 3.2% ，由于最大載荷工況下慣性力較大，無法立即停止，所以會(huì)有一定的角度偏差，但由于設(shè)置了PID位置反饋控制，可很快跟蹤期望角度；支撐臂小車的最大控制誤差為 0.03m ，相對誤差為 1% 。因此所設(shè)計(jì)的電液控制系統(tǒng)在最大載荷工況下能較好地完成管柱輸送的運(yùn)動(dòng)軌跡控制，可為后續(xù)的試驗(yàn)研究與樣機(jī)試制提供參考。

主推液壓缸及夾持鉗液壓缸壓力曲線如圖12、圖13所示。由圖12、圖13可知，鉆井管柱液壓舉升裝置輸送鉆具時(shí)各液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)受力實(shí)時(shí)變化，因此液壓缸有桿腔與無桿腔壓力也實(shí)時(shí)變化。在0＼～15s內(nèi)主推液壓缸收縮，負(fù)載增大，液壓缸壓力隨之增大，此時(shí)夾持鉗靜止不動(dòng)，夾持鉗液壓缸壓力保持不變；在15＼～18s內(nèi)夾持鉗動(dòng)作，液壓缸壓力瞬間增加；在18＼～33s內(nèi)通過主推液壓缸作用將鉆具由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)移至豎直狀態(tài)，此過程各液壓缸負(fù)載實(shí)時(shí)變化，壓力隨之變化；在33＼～50s內(nèi)將鉆具回轉(zhuǎn)與提升，由于整個(gè)抓舉部分處于豎直狀態(tài)，主推液壓缸與夾持鉗液壓缸負(fù)載變化不大，液壓缸壓力基本保持不變。全過程液壓系統(tǒng)壓力低于額定壓力 16MPa ，運(yùn)行較為平穩(wěn)，無巨大波動(dòng)。

負(fù)載敏感壓力曲線如圖14所示。由圖14可以看出，負(fù)載敏感泵輸出壓力隨著負(fù)載壓力變化而變化，由于系統(tǒng)存在一定的泄漏，壓差始終保持在負(fù)載敏感閥彈簧調(diào)定的壓力值2MPa左右。當(dāng)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，負(fù)載敏感泵將自動(dòng)調(diào)整輸出最小功率，在保證系統(tǒng)正常工作的條件下，極大地降低了能耗。

5結(jié)論

（1）設(shè)計(jì)了一種新型夾持式管柱液壓舉升裝置，根據(jù)其工作特點(diǎn)，設(shè)置了配套的液壓系統(tǒng)，并建立了虛擬樣機(jī)仿真模型。為解決將鉆井管柱液壓舉升裝置機(jī)械系統(tǒng)與電液系統(tǒng)分開研究而造成無法真實(shí)反映實(shí)際工作參數(shù)變化的問題，搭建了機(jī)液聯(lián)合仿真模型，仿真結(jié)果表明機(jī)液聯(lián)合仿真具有一定的可行性。

（2）在鉆井管柱液壓舉升裝置最大載荷工況機(jī)液聯(lián)合仿真過程中，以AMESim為主控軟件搭建電液控制模型，并對不同液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)設(shè)置了PID閉環(huán)反饋控制。仿真結(jié)果表明：液壓執(zhí)行元件的實(shí)際輸出值較好地跟蹤了期望值，其中相對誤差不超過 3.6% ，而且同一回路中不同液壓缸的同步性較好，較好地實(shí)現(xiàn)了管柱舉升裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡控制。

（3）裝置采用基于閥前補(bǔ)償負(fù)載敏感技術(shù)的液壓系統(tǒng)，可在實(shí)現(xiàn)多個(gè)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作的前提下保證液壓系統(tǒng)流量不隨外負(fù)載的變化而變化，只與電液換向閥的彈簧閥芯開度有關(guān)；負(fù)載敏感泵輸出壓力與檢測壓力始終保持在負(fù)載敏感閥彈簧調(diào)定的壓力值 2MPa 左右，可有效地降低能耗，提高舉升效率。

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