新会云梯车租赁,蓬江云梯车租赁,鹤山云梯车租赁    基于功率键合图的云梯车液压系统建模方法?
来源: admin   发布时间: 2021-11-15   164 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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        新会云梯车租赁,蓬江云梯车租赁,鹤山云梯车租赁    基于功率键合图的云梯车液压系统建模方法?   液压系统中常用的建模方法有传递函数分析法、数字仿真法和试验研究法。其中,数字仿真方法中的功率键合图法可以根据相应规则以图示方式清晰表达系统在动态过程中各组成部分的关系,并广泛应用于机械、电气、液压等各个领域中。本文在讨论了变幅液压系统的所有可能故障后,欲提出合理的故障诊断方法,键合图建模以系统中的功率流为主线,当有故障发生时功率流会有损失,方便建立故障诊断数学模型,故本文在前一章的研究基础上,建立系统有无故障时的功率键合图模型,为故障诊断模型的提出奠定基础。 

 

       液压元件功率键合图 正如随车起重机变幅液压系统主要有液压泵、液压缸、换向阀、溢流阀及过滤器等主要液压元件,接下来根据 3.1 节的功率键合图建模方法对每种液压元件进行模型符号转化,并分析各模型的因果关系,为进一步建立整个液压系统故障仿真及诊断模型奠定基础。  

    1)液压泵与溢流阀键合图模型 变幅液压系统采用的是定量泵,其输出的流量为恒定的,转化为恒流源fS ,溢流阀转换为液阻yR ,之后油液流入液压系统,若考虑液压泵泄漏故障,增加液阻 R泄,将液压泵与溢流阀的交点,简化为结点 01,具体见图 3.11 液压泵系统模型转化,构成的本构关系式: 

   (2)换向阀键合图模型 在变幅液压系统中采用三位四通换向阀(见图 3.12 a))进行换向,当换向阀左位接通时液压油口 P-A B-T 接通,换向阀的打开相当于在进油与回油路中均串联一个节流阀,将其转换为 1 结点,同理当换向阀右位接通时油口 P-B A-T 接通,也相当于串联

液阻回路,转换为 1 结点。所以换向阀每次开启不是左位就是右位,进行键合图模型转化时需同时考虑到左右两位打开的情况。根据键合图建模方法,左位接通油口 P-A B-T 转化为液阻符号2 3R&R ,右位接通油口 P-B A-T 转化为液阻符号1 4R&R ,搭建的换向阀键合图模型,当 a1=1 时换向阀右位打开,以换向阀阀芯左位打开为例建立键合图模型,功率流方向为箭头指向,当 a2=1 时换向阀左位打开,键合图中功率流方向与所建立的方向相反;当 a5=1 时换向阀考虑内泄漏故障。键合图中 0

 

 

  (3)液压缸键合图模型 :液压缸作为变幅液压系统中的执行元件用来实现液压能与机械能之间的能量转换,本文主要是讨论换向阀右位接通时的功率流向,阀芯由中位移到左位换向阀打开,油液流入液压缸无杆腔,在油液的作用下推动液压缸活塞杆伸出带动负载动作。油液由 A 口进入无杆腔容腔,液容用符号 C2表示,活塞面积用符号A1表示,油液从有杆腔 B 口流出,液容用符号 C1表示,截面面积用符号 A2表示。一部分液压能转换为机械能消耗,能量转换用符号 TF 表示,在这里没有考虑液压缸的内外泄漏故障,液压缸转换后的键合图模型,键合图中 04TF1505各结点构成的本构关系式。

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      变幅液压系统多模式故障 变幅液压系统在工作时可能会发生多种故障,将多种故障分为多种模式,这样在故障注入与故障数学模型的获取方面就变得比较简单。表多模式分配表,从表中看出,将系统分为 10 种模式,包括工作与否、换向阀左右位及考虑各种故障。液压系统

不工作时,系统处于 a0=1 模式,此时其它模式均不起作用。液压系统工作时换向阀打开,处于 a1 模式下换向阀右位接通,此时液压缸在液压泵的油液的驱动下处于伸出状态;处于 a=2 模式下换向阀左位接通,此时液压缸在液压泵的油液的驱动下处于缩回状态,两种模式不可以共存系统尽可能处于其中一种模式,但是无论处于 a1 a2 哪种模式,都可能发生 a3 a9 的任何一种故障,甚至是多种故障,所以 a1 a2 的关系,与  a3 a9 均是的关系。 在后续案例分析中,利用本章的建模思路建立相应案例的键合图模型,注入故障信息,推导出变幅液压系统有无故障的动态仿真数学模型,利用 Simulink 软件搭建变幅液压系统有无故障仿真模型,仿真结果与后期实验结果的一致性,来说明本章所研究的键合图建模思路是正确的。 

        分析了功率键合图的建模方法,并根据变幅液压系统工作原理利用该建模方法,对各元件进行键合图建模,及梳理功率键合图模型中的各结点及作用元的本构方程,为接下来的数学模型推导提供依据;根据所建立各元件键合图模型及键合图中故障的表示方法,建立变幅液压系统无故障和多故障键合图模型;针对变幅液压系统的工作特点与故障情况将系统多故障分为多种工作模式,为之后进行的故障诊断提供清晰的思路。

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