曹晓明
- 作品数：13 被引量：47H指数：5
- 供职机构：燕山大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金河北省自然科学基金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：机械工程金属学及工艺自动化与计算机技术更多>>
- D+A组合控制多泵源液压系统泵阀复合控制研究
- 2018年
- 针对传统大功率多泵液压阀控系统中由于泵源输出与负载流量需求不匹配,导致液压系统传动效率低下的问题,在数字泵PCM控制概念的基础上提出一种基于数字+模拟(D+A)组合控制多泵源液压系统。通过流量区域划分方法,给出该系统的构型原则,其中定量泵组排量比采用二进制编码,由1台变量泵补偿定量泵的阶跃流量差值;建立多泵源液压系统流量状态矩阵,通过求解得到泵组的控制信号;为了减少阶跃流量冲击对系统控制特性的影响,提出多泵源液压系统泵阀复合控制策略,并对该系统输出特性进行试验研究。试验结果表明在泵阀复合控制策略下,多泵源液压系统具有良好的动静态特性和节能效果。正弦位置跟随精度达到±0.1 mm,滞后约为100 ms;由于采用D+A组合流量控制和比例溢流阀压力控制,始终使多泵源液压系统输出的流量和压力分别高于负载所需要流量10 L/min和压力2 MPa,使该系统的溢流和节流损失大大降低。
- 曹晓明郭宝峰王佩姚静
- 关键词：液压系统
- 快锻系统压力位移复合控制节能研究被引量：4
- 2016年
- 针对锻造液压机普通电液比例阀控系统快锻工作过程中,系统定压输出、回程缸背压腔压力过大,系统传动效率低的问题,提出了一种基于压力位移复合的控制策略,在保证控制精度的前提下,同时进行了回程缸背压腔压力控制和泵口压力负载敏感控制。通过建立液压机压力位移复合控制的整体数学模型,对其节能机理进行了研究,并分析了影响其节能效果的两个重要因素——回程缸背压腔压力pb和泵口与工作腔压力差值Δp。实验结果表明,基于压力位移复合控制的液压机快锻系统加载时系统位置误差达到1.5mm,与传统的电液比例阀控系统相比,装机功率降低至传统电液比例阀控系统装机功率的52.3%,功耗也降低为普通比例阀控系统的49.2%。
- 姚静曹晓明李彬孔祥东周芳
- 关键词：复合控制快锻液压机节能
- 多级压力源液压切换的位置伺服控制系统被引量：8
- 2017年
- 针对传统液压阀控系统传动效率低的问题,提出了一种新型液压回路——多级压力源液压切换系统,给出了该新型液压系统的组成、工作原理、多级输出力的定义以及节能机理的实现,并进行了机理建模;以3个压力等级为例,设计了混合控制策略;搭建了多级压力源液压切换系统原理验证实验台。实验结果表明,多级压力源液压切换系统在位移跟随过程中,压力切换时存在位移和速度抖动;与传统液压位置控制系统相比,该液压系统具有显著的节能效果。
- 曹晓明郭宝峰王佩李瑶姚静
- 关键词：液压系统切换位置控制
- 多级压力源切换控制系统研究
- 液压阀控系统凭借其控制性能好，响应快和操控简单等方面的优势，广泛应用于液压行业各领域。然而由于传统大功率多执行器液压阀控系统通常采用恒定压力源，导致系统输出功率和多个负载需求严重不匹配，造成巨大的能量损失，从而导致系统传...
- 曹晓明
- 关键词：切换控制
- 文献传递
- 快锻液压机液压驱动系统泵阀复合控制研究被引量：3
- 2016年
- 针对锻造液压机电液比例阀控系统快锻工况时传动效率低下的问题,提出了一种基于变频调节的快锻液压机泵阀复合控制原理。建立了其数学模型,给出了位移闭环控制和泵口压力负载敏感控制相结合的泵阀复合控制策略,并对其进行了实验研究。实验结果表明,基于泵阀复合控制的0.6MN液压机快锻系统,理想的快锻频次能够达到60次/分钟,位置控制精度为0.5mm。与传统的电液比例阀控系统相比,装机功率降低至18.6%,传动效率提高了25%。并分析了泵口与液压缸工作腔压差Δp大小和锻造频率f变化对其控制特性的影响规律。
- 姚静曹晓明王佩孔祥东
- 关键词：液压机伺服控制系统
- 重型锻造液压机流控新技术被引量：5
- 2019年
- 重型锻造液压机是现代工业生产中必不可少的工作母机,其规格和装备水平通常被作为一个国家制造能力及经济与国防实力的重要标志。重型锻造液压机是机、电、液、测、控一体化的重要装备,在中国智能制造的大潮下,即将迎来全新的技术变革。研究总结了在重型锻造液压机流控领域,针对节能、数字化设计、超高压元件、高精控制和数字化锻造工厂等方面做的一些探索性工作,意在为重型装备的绿色化和智能化发展提供指导。
- 姚静曹晓明曹晓明李瑶赵桂春薛雄伟董兆胜董兆胜
- 关键词：锻造液压机超高压
- 基于GA的液压机多PID控制器参数优化被引量：8
- 2016年
- 为了解决四通道独立负载口独立控制快锻液压机系统中多个PID控制器参数与不同工况的匹配问题,提高液压机在改变工况后的锻造精度,采用改进的GA(遗传算法)对多PID控制器参数进行整定,建立不同工况下参数调整数据库。首先,建立0.6 MN快锻液压机系统的机理模型,在此基础上,通过系统辨识方法得到其实际的数学模型。其次,针对不同锻造行程和锻造频率,利用改进遗传算法对多PID控制器参数进行优化。最后,基于0.6 MN快锻液压机实验平台对仿真结果进行实验验证。研究结果表明:通过遗传算法进行多PID控制器参数优化使快锻液压机系统在多个锻造频率和锻造行程下的锻造精度达到了±1 mm,提高快锻液压机对不同工况的适应性。
- 赵劲松张阳曹晓明姚静
- 关键词：快锻液压机系统辨识参数优化
- 开式变量泵控快锻油压机系统能耗特性实验研究被引量：7
- 2017年
- 针对传统自由锻造油压机泵控系统发热大以及功率回收率较低等问题,提出了开式变量泵控快锻油压机系统,并根据系统的能量流流动状态,进行了能耗建模分析。以0.6 MN泵控油压机实验平台为依托,进行了常锻工况和快锻工况下的能耗特性实验研究,得出了常锻工况下的能耗分布规律。实验结果表明:常锻工况下的有用功占系统能耗的50%,其有用功所占比值随负载力的增大而提高;快锻工况下的有用功占系统能耗的40%以上,其有用功所占比值随锻造频率的增大而提高;开式变量泵控快锻油压机系统具有较大的节能优势。
- 姚静任旭辉曹晓明赵劲松孔祥东
- 关键词：泵控油压机能耗节能
- 两种电液比例快锻系统能耗特性实验研究被引量：2
- 2016年
- 从能耗角度出发,以采用四通道负载口独立控制的电液比例快锻系统和采用蓄势器的电液比例快锻系统为研究对象,介绍了两种快锻系统的工作和控制原理,并建立了其能耗计算模型,以0.6 MN快锻液压机实验平台为依托,进行了快锻工况下两种系统的控制特性和能耗特性的实验研究,得到了两种系统能耗分布规律。实验结果表明:两种快锻系统的位置跟随特性良好,加载时位置误差均小于1 mm,但是都存在较严重的溢流和节流损失,两者有用功占总输入功的比重低下,其中采用四通道负载口独立控制的快锻系统有用功仅为5.4%,采用蓄势器的电液比例快锻系统有用功仅为7.8%。
- 汪飞雪曹晓明姚静李彬孔祥东
- 关键词：液压机阀控系统快锻能耗蓄势器
- 多级压力源切换负载口独立控制系统能耗特性实验研究被引量：5
- 2019年
- 在多级压力源切换系统的基础上,结合负载口独立控制技术提出了两级压力源切换负载口独立控制系统。首先给出了该系统的组成原理,提出了在阻抗工况下的位置-压力复合控制方法以及在超越工况下的单腔位置控制方法;其次采用机理建模的方法,建立了包含泵源、阀矩阵、比例阀、执行器、负载及蓄能器能量回收的能量传递模型;最后搭建实验系统对该系统能耗特性进行了实验研究。实验结果表明:与传统单压力源液压控制系统比较,两种系统位置控制精度相近,且两级压力源切换系统在阻抗工况下具有节能潜力,并在超越工况下具有能量回收的功能;在阻抗工况,两级压力源切换系统的输入总功比单压力源系统节能约10%,在超越工况时能够回收并储存负载所做功,不同工况下的回收率均在70%以上,从而验证了该系统在控制与节能方面的可行性。
- 曹晓明姚静沙桐王佩
- 关键词：切换系统能耗
