理论教育 汽车电液技术设计成果

汽车电液技术设计成果

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:在汽车电液系统的组成中,控制对象是工作机构或其他负载装置,由其直接完成各类工作。提高动力元件和执行元件的效率是元件优化问题,提高液压效率则主要是系统优化问题。电液系统效率优化问题主要是压力、流量的适应问题和动力传输机构参数优化问题。在时域应使其阶跃响应上升时间较小。另外系统自身参数变化对其性能的影响要小。在对实际系统寻优时,也可能由上述性能指标组成综合的目标函数。

汽车电液技术设计成果

汽车电液系统的组成中,控制对象是工作机构或其他负载装置,由其直接完成各类工作。控制对象的行为是由液压缸、液压马达等执行元件完成的。执行元件在电液转换放大元件的控制下输出所要求的运动和动力。转换放大元件是控制和动力传输的核心,如节流阀与电磁换向阀、比例方向阀、电液伺服阀和伺服变量泵等。通过接收控制器所给的信号,并进行功率放大,转换成液压信号(流量压力)。控制器通常是由电气组件和计算机组成,它的作用是把系统的指令信号(电气、机械、液压等)与系统的反馈信号进行比较和加工,从而向电液转换放大元件发出指令。反馈元件由检测器和变换元件组成,它检测系统输出信号,变换后作为控制器的输入信号。动力源的作用是把其他形式的能转换成流体压力能,如液压泵、气液转换器等。

随着汽车工程的发展,汽车电液系统优化的内容主要有:

(1)提升效率 从节能的角度出发,希望电液系统有比较高的效率,电液系统的总效率可表示为:

η=ηpηsηc (5-1)

式中 ηp——动力元件的效率;

ηs——液压效率;

ηc——执行元件的效率。

提高动力元件和执行元件的效率是元件优化问题,提高液压效率则主要是系统优化问题。液压效率等于执行元件输入功率与动力元件输出功率之比:

式中 pLqL——分别表示负载压力和负载流量;(www.daowen.com)

psqs——分别表示动力元件(如液压泵)的输出压力和流量。

电液系统效率优化问题主要是压力、流量的适应问题和动力传输机构参数优化问题。

(2)提升相对稳定性 欲使系统正常工作,就必须有一定的稳定裕量,即有较理想的相对稳定性。从时域上来说,应使阶跃响应最大超调量较小;从频域上来说,开环频率特性有一定的相位裕量和幅值裕量;闭环频率特性谐振峰值较小。

(3)提升响应快速性 当指令信号变化之后,系统能比较迅速地跟踪。在时域应使其阶跃响应上升时间较小。从开环频率特性上看,剪切频率应比较大;从闭环频率特性上看,截止频率应较大。

(4)综合控制性能 系统的综合控制性能指标兼顾了相对稳定性和快速性。这类指标从两个方面考察系统的相对误差:一方面是响应时间,控制性能好的系统响应时间要短;另一方面是误差积分指标,误差积分指标小的系统表现出较好的综合控制性能。

(5)提升抗干扰能力 系统在干扰信号的作用下,响应最大峰值要小,响应时间要短。稳态刚度动态刚度要大,系统无阻尼自振频率应远离干扰信号基频。另外系统自身参数变化对其性能的影响要小。

(6)增加稳态精度 稳态精度高的系统表现出较好的稳态跟踪能力,即稳态误差(指系统误差稳态分量的终值)比较小,希望有比较高的型次和比较大的开环放大系数。对于零型系统,当用相对增量方程描述系统时,希望闭环频率特性的零频值应尽量接近1。

在对实际系统寻优时,也可能由上述性能指标组成综合的目标函数。

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