一种工况变化下的双变量液压系统能耗优化方法
专利汇可以提供一种工况变化下的双变量液压系统能耗优化方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种工况变化下的双变量液压系统能耗优化方法，通过实验建立 液压缸 位移、液压回路压 力 和液压回路流量 数据库 ；针对运行中液压系统，根据 传感器 接收的位移信息，在数据库中搜索获取相应工况下液压回路压力和流量需求；再通过 控制器 调节 电机 转速和 泵 排量 ，使泵的输出液压回路压力和液压回路流量满足相应工况下液压回路压力和液压回路流量需求；工况变化时，根据系统能耗优化方法计算获得的最佳电机 加速 度，由控制器控制电机以最佳加速度变化到下一个工况的需求速度，同时调节泵排量到达需求排量。本发明对各工况下转速、泵排量和相邻工况点电机的加速度按照 能量 最低要求进行控制，且最大程度保证了液压机在连续运行中的能耗最低。，下面是一种工况变化下的双变量液压系统能耗优化方法专利的具体信息内容。
1.一种工况变化下的双变量液压系统能耗优化方法，所述双变量液压系统包括：由变速电机(1)和变量泵(2)构成的液压驱动单元、由所述液压驱动单元进行驱动的液压缸(3)，以及用于控制变速电机(1)的转速和变量泵(2)的排量的控制器(7)；其特征是：设置各传感器，分别用于检测液压回路压力、液压回路流量、变速电机(1)的转速、变速电机(1)的输入功率、液压缸(3)的位移，以及液压缸(3)所受到的负载力；所述工况变化下的双变量液压系统能耗优化方法是：首先通过实验的方式建立液压缸位移、液压回路压力和液压回路流量的数据库；针对运行中的液压系统，根据传感器所接收到的液压缸位移信息，在数据库中搜索获取相应工况下液压回路压力和液压回路流量需求；再通过控制器调节电机转速和泵排量，使泵的输出液压回路压力和液压回路流量满足相应工况下液压回路压力和液压回路流量需求；当工况变化时，根据系统能耗优化方法计算获得的最佳电机加速度，由控制器控制电机以最佳加速度变化到下一个工况的需求速度，同时调节泵排量到达需求排量；
所述系统能耗优化方法是按如下步骤获得双变量液压系统能耗优化结果：
步骤(1)：通过实验的方式获得常量数组kij和bij
在工况i下，液压回路压力为pi，液压回路流量为Qi，则工况i下变速电机不同级转速与变量泵排量Vij满足式(1)所示的关系：
式(1)中，以自然数i表征工况，以自然数j表征变速电机的转速级数，以nij表征工况i中变速电机j级转速，以Vij表征与变速电机转速nij按式(1)所示关系对应的变量泵排量；
由式(2)计算获得工况i中变速电机在j级转速下的液压驱动单元驱动效率ηij：
式(2)中，Pin是由功率仪检测获得的变速电机的实际输入功率；
由式(3)和式(4)获得在不同工况中、且变速电机在不同转速级下的常量数组kij和bij：
m为所述液压缸活塞及杆的质量，A为所述液压缸中压力油流入腔面积，K为所述变量泵的斜盘倾角变化率，c为液压缸中的液压油粘性阻尼系数，Fij为液压缸所受到的负载力；
步骤(2)：利用步骤1获得的常量数组kij和bij进行能耗优化：
步骤(2.1)、变速电机的输入功率理论值Pt-in由式(5)所表征，变速电机的转速满足式(6)：
n(i+1)l＝nij+aijtij (6)
以n(i+1)l表征工况i+1中变速电机l级转速；
以aij表征变速电机由转速nij变化到转速n(i+1)l的加速度；
以tij表征变速电机由转速nij变化到转速n(i+1)l的加速时间；
以Wij表征变速电机由转速nij变化到转速n(i+1)l的能耗；
则有：
对于变速电机由转速nij变化到转速n(i+1)l的变化过程，设置能耗优化模型如式(8)：
min Wij表征变速电机由转速nij变化到转速n(i+1)l的最小能耗；
amax为变速电机所允许的最大加速度；
tmax为所述液压系统各工况工艺要求下的变速电机最大加速时间；
利用式(7)和式(8)计算获得能耗Wij为最小值时的变速电机的加速度aij’和加速时间tij’；根据(7)式中kij并由式(3)得出对应的变速电机转速nij，再根据变速电机转速nij由式(1)得出与所述变速电机转速nij对应的变量泵排量Vij；
步骤(2.2)、通过对工况i中变速电机所有不同转速级数至工况i+1中变速电机所有不同转速级的变化过程的能耗最小值进行对比，得出工况i至工况i+1的最小能耗Wi，以及与所述最小能耗Wi所对应的工况i至工况i+1的变速电机的最佳加速度ai，工况i下变速电机的最佳转速ni、与变速电机最佳转速ni对应的变量泵的最佳排量Vi；
步骤(2.3)、重复步骤(2.1)和步骤(2.2)获得双变量液压系统能耗优化结果，其为所有工况中的变速电机最佳转速、变量泵最佳排量和相邻工况之间电机的最佳加速度。
2.根据权利要求1所述的工况变化下的双变量液压系统能耗优化方法，其特征是按如下步骤进行：
步骤1、按照液压系统工艺要求，利用传感器分别采集获得双变量液压系统成形过程中各工况下关于液压缸(3)的位移s、液压回路压力p和液压回路流量Q之间映射关系，建立双变量液压系统成形过程中各工况下关于位移s、液压回路压力p和液压回路流量Q之间映射关系的数据库，针对双变量液压系统成形过程中各工况变化的起始点位移进行标定；
步骤2、利用所述传感器实时采集获得实际工况下的液压缸(3)的实际位移；
若采集获得的实际工况下的液压缸(3)的实际位移为第i个工况变化的起始点位移，则将所述实际位移记为si，针对实际位移si在数据库中进行匹配，获得与所述实际位移si存在映射关系的液压回路压力pi和液压回路流量Qi的值，根据液压回路压力pi和液压回路流量Qi值，并根据双变量液压系统能耗优化结果得到第i个工况变化过程中的变速电机(1)的加速度，第i+1个工况中的变速电机(1)的转速，以及第i+1个工况中的变量泵(2)的排量。
一种工况变化下的双变量液压系统能耗优化方法
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