调速型液力偶合器智能化电液控制系统研究与开发

摘要

近年来，调速型液力偶合器作为一种成熟的液力调速装置，已在电力、钢铁、石油化工、交通运输、市政行业及军用设备等领域得到广泛应用。目前在这些系统中，调速型液力偶合器多为开环控制，系统运行过程中的动态特性及传动品质不是很好，从而影响了整个系统的调速及节能效果。随着科学技术及现代生产的发展，特别是计算机技术的发展，调速型液力偶合器的转速闭环控制功能开始受到重视，从而使与之有关的伺服机构、控制元件、控制方法的研究具有非常实际的意义。 作为一种液力元件，调速型液力偶合器存在动态特性复杂、数学模型难以建立、系统参数不确定及调节增益严重非线性等问题。本文中，笔者在伺服机构、控制方法及控制器的实现上均作了新的尝试，运用智能控制技术实现了调速型液力偶合器的转速闭环控制，使控制精度大为提高，进一步增加了调速节能效果，因而本课题的研究具有一定的实际意义与创新性。 本文对调速型液力偶合器的结构原理、动静态特性进行了分析，设计了以C8051F330单片机为核心的智能控制器并编写了智能控制程序。在控制策略上，采用基于规则的专家控制系统，模拟人的思维方式，不仅实现了转速的闭环控制，而且使控制器具备了自学习、自适应、自调整功能。此外，还研发了一种使用高速开关阀的新型开关式电液伺服系统，完成了开关式电液伺服系统的方案设计及高速开关阀的选型,克服了目前执行机构结构复杂、价格昂贵、响应慢、寿命短的缺点。 模拟实验及台架测试结果表明，硬件电路工作稳定，智能控制器的动态响应较好，能实现预期的转速闭环控制及自学习功能，同时也表明本文所用的控制策略是有效和实用的，为智能化电液伺服控制系统的研究奠定了基础，对今后的科研和生产也具有一定的指导意义。