提高液压机械无级传动换段品质的方法

高平

东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司 黑龙江齐齐哈尔 161041

提高液压机械无级传动换段品质的方法

高平

东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司 黑龙江齐齐哈尔 161041

早在上个世纪80年代，液压机械无级传动作为一种新技术在车辆无级传动领域中得到了广泛的应用，因其具有无级调速特性好、节能、效率高等优点而受到人们的广泛关注。在现代化社会发展中，为了提高液压机械无级传动换段的品质，本文从液压机械无级传动的控制原理出发，通过建立合理的控制模型、采用相应的计算公式对其进行深入的研究，通过研究证明，在液压机械无级传动在换段运行过程中，通过合理的运算能够有效地提高其换段品质，达到正常运行的目的。本文就液压无级传动换段品质的提高措施进行全面分析，以供参考。

液压机械无级传动；换段品质；提高；方法；控制模型

液压机械无级传动是上个世纪80年代发展起来的一项技术，随着科学技术的进步与发展，多段液压机械无级传动在车辆无级传动领域中得到了广泛的应用，达到了理想的引用效果。通过分析发现，多段液压机械无级传动在运行中具有无极调速特性进行合理控制、较高的运行效率，并且还能够实现小功率液压元件传递大功率特性的优点，因此受到了人们的广泛重视。

一、多段液压机械无级传动的概述

多段液压机械无级传动在实际工作中可分为正相位与反相位两个类型，在其运行中，正、反两个相位一般都需要在较短的时间内完成转换，在这一转换过程中，还要求其中的高压油路与低压油路实现转换。此时，液压机械传动在运行过程中，每一个工作环节的前半截都会出现循环功率，这就需要工作人员在实际工作中将开环机械应用在其中，从而对液压系统进行合理的操作。在整个操作过程中，我们需要解决以下两个方面的问题：首先，在液压机械无级传动过程中，由于液压系统中的元件受到容积效率方面的影响，这就导致其在运行过程中转速不合理，这就导致输出转速的波动与液压系统的内部元件发生冲击，影响到整个设备的正常运行，达不到理想的效果；其次，在整个传动过程中，由于操作拉杆的拉动速度要比其运行速度快很多，这就导致液压机械无级传动在运行中品质不高，不利于达到理想的运行效率。因此在实际工作中，相关工作人员应当对其进行全面分析，通过模型的建立以及运算公式的合理应用来提高其换段品质，达到理想的传动效果。

二、根据液压机械无级传动的实际情况建立电控系统控制模型

一直以来，工作人员都采用的是机械对液压机械无级传动进行合理的操作，使其达到理想的运行效果，但是为了建立一个完整的电控系统控制模型，我们也就需要将操作模式转变为电液操纵，这样也就形成了一个闭环控制装置。

通过相关人员对电控系统控制模型及逆行那个分析发现，定排量液压元件的转速变化主要受变排量液压元件排量的变化和外界负载的变化两个因素影响．若变排量液压元件排量的变化量△qpr(S)为输入，定排量液压元件的转速变化量△nm(S)为输出的传递函数，则

若外界负载变化量△TL(S)为输入，定排量液压元件的转速变化量△ωm(s)为输出的传递函数为

以上各式中：qmr为定排量液压元件每弧度排量；ωω为输入角速度；Im为定排量液压元件的转动惯量；Rfm为定排量液压元件的摩擦阻力系数；Cp为变排量液压元件的液容；CT为高压油路的液容；Cm为定排量液压元件的液容；Rlp为变排量液压元件的泄漏液阻；Rlm为定排量液压元件的泄漏液阻．

将式(1)、式(2)两个传递函数中的转速变化量线性叠加，得到系统输出转速在变排量元件排量变化和外界负载变化的共同作用下的响应情况，即系统的动态速度特性：

由上述分析可以得到以下结论：液压系统实质上属于一个非线性系统，在其运行过程中，系统往往受到其对阶跃信号输入的相应而产生巨大的振动力，并具有一定的滞后性。因此，为了避免系统受到这种严重的影响，技术人员可以将PID控制与模糊控制方法应用在其中，从而保证液压系统的正常运行。

二、电控系统的PID控制算法软件

PID控制算法软件中采用了位置式PID控制，并对其常常出现的超调和振荡现象采取了以下措施：

1、积分饱和抑制

当控制量进入饱和区，停止进行增大积分的运算。具体地说，在计算第h个值时，首先判断上一采样时刻控制量是否己超过限制范围，如果己超出，将根据偏差的符号，判断系统的输出是否在超调区域，由此决定是否将积分项计入。

2、微分振荡抑制

为了抑制阶跃输入造成微分项输出急剧增加引起的控制过程的振荡，同时保证微分作用的有效，依照模拟调节器的力一法，采用不完全积分PID算法，即在数字调节器中串接低通滤波器抑制高频十扰．使输出的微分作用能在各个采样周期里按照偏差变化的趋势均匀输出，改善系统性能。

三、电控系统的模糊控制算法软件

若采用模糊控制方法对液压系统进行分析，那么我们还需要将解析式模糊逻辑方法应用在其中，这样也就有利于我们对不同阶段的量化因子与比例因子进行分析，从而提高液压机械无级传动换段的品质。具体可用以下公式表示：

①过度段当误差大于闽值时，采用较大的基本论域，进行粗量化，同时采取高增益调节，以迅速减小偏差．②稳态段当误差在闽值以下，系统趋于稳定，采用较小的基本论域，进行细量化操作，同时采取低增益调节．③极值段当误差超过基本论域范围时，输出一规定的控制量，避免出现大的超调和振荡。

四、结束语

通过上述研究我们可以看出，在液压机械无级传动过程中，通过电控系统能够有效地避免系统元件与系统输出转速波动之间的冲撞，如果其运行中所承载的负荷较大而导致液压元件容积效率不高，那么我们将该系统应用能够获得更加显著的效果。由此可以看出，电控系统的应用能够提高液压机械无级传动转换品质，具有较强的实用性以及广阔的发展前景。

[1]胡纪滨，苑士华.液压机械无级传动的特性研究[J].机械设计，2000(04)

[2]张宝彬，苑士华，赵然.液压机械连续无级传动的控制系统研究[J].车辆与动力技术，2003(04)