大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的高效節(jié)能控制方法探討

張曉宏

摘 要：高效節(jié)能控制方法，可有效降低機(jī)械系統(tǒng)做功損耗，提升資源利用率，是現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)業(yè)開發(fā)的主要趨向。基于此，本文主要以大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)為例，探究高效節(jié)能控制的實(shí)踐策略，以達(dá)到充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，提升機(jī)械產(chǎn)業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力的目的。

關(guān)鍵詞：大功率 液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 高效節(jié)能控制方法

中圖分類號(hào)：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）11（c）-0101-02

液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，主要由液壓泵、液壓閥、液壓缸、以及液壓馬達(dá)、液壓管道組成。它是通過液壓泵做功，將油箱中動(dòng)力源吸出，并利用液壓閥控制每一次的供應(yīng)量，借助液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)力的過程。由此，為降低大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)做功中的有用功損耗，就應(yīng)把握系統(tǒng)動(dòng)力傳輸與轉(zhuǎn)換兩個(gè)環(huán)節(jié)的液壓控制條件，合理進(jìn)行動(dòng)力要素探究。

1 大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的做功特征

大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，是機(jī)械動(dòng)力傳輸?shù)母糠郑罁?jù)其做功傳輸?shù)膶?shí)際作用，可分為分流和回流兩部分。

（1）分流部分，是指大功率液壓機(jī)械系統(tǒng)，按照液壓動(dòng)力系統(tǒng)的實(shí)際需要，實(shí)行動(dòng)力傳輸與供應(yīng)。更詳細(xì)地說，就是大功率液壓系統(tǒng)，機(jī)械做功的供應(yīng)部分。進(jìn)行動(dòng)力傳輸與調(diào)節(jié)時(shí)，它需要按照液壓排放的實(shí)際需求，提供充足的動(dòng)力供應(yīng)。

（2）回流部分，是指依據(jù)大功率的調(diào)節(jié)情況，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力條件的綜合回流調(diào)配，由此，大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，又必須滿足動(dòng)力傳輸速率穩(wěn)定，動(dòng)力傳輸過程低損耗，高品質(zhì)的周期循環(huán)要求。

2 大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的高效節(jié)能控制方法

當(dāng)前大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力體系有效控制，可實(shí)現(xiàn)回流與分流資源的綜合傳導(dǎo)，是較可靠的動(dòng)力傳輸調(diào)整方式。

2.1 PID控制法節(jié)能控制

PID控制法，是指在動(dòng)力系統(tǒng)現(xiàn)有傳輸標(biāo)準(zhǔn)之上，構(gòu)建的機(jī)械動(dòng)力體系傳輸狀態(tài)，以PID控制法計(jì)算結(jié)果，調(diào)節(jié)液壓動(dòng)力系統(tǒng)的傳輸量，減少不必要的機(jī)械做功動(dòng)力浪費(fèi)。

當(dāng)前，借助PID控制公式，對(duì)大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能量進(jìn)行分析時(shí)，其計(jì)算公式可歸納為：QX[p1（t）-P0]=RX[dβX（t）]+fβX（t）+AX（t），其中“X”為液壓系統(tǒng)中的每一個(gè)元件；“QX”為液壓系統(tǒng)元件中每一個(gè)弧度的排放量；“P1、P0”分別為液壓系統(tǒng)中，主油路高壓管油壓情況；“RX”為液壓傳輸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)慣性值；“βX（t）”為液壓能源的黏性阻尼系數(shù)結(jié)果；“AX（t）”為液壓系統(tǒng)中太陽(yáng)輪體系下，系上液壓元件所受力轉(zhuǎn)矩力的大小。該系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用時(shí)，主要利用液壓調(diào)控檢測(cè)程序中相應(yīng)數(shù)據(jù)的均衡度，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。

一旦液壓傳輸系統(tǒng)，超出了液壓系統(tǒng)控制的實(shí)際需要量，系統(tǒng)將立即調(diào)節(jié)液壓石油的供應(yīng)量，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)資源的綜合性調(diào)控。即，PID控制策略，可按照大功率機(jī)械動(dòng)力供應(yīng)的實(shí)際供應(yīng)需求量，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行液壓動(dòng)力供應(yīng)調(diào)節(jié)。而程序控制式的大功率液壓調(diào)節(jié)方法，可避免依靠機(jī)械動(dòng)力實(shí)際需求，多方進(jìn)行動(dòng)力調(diào)節(jié)與調(diào)控，減少外部結(jié)構(gòu)做功時(shí)，資源損耗與浪費(fèi)，因而實(shí)現(xiàn)了大功率資源的調(diào)節(jié)與控制。

2.2 神經(jīng)元結(jié)構(gòu)節(jié)能控制

所謂神經(jīng)元結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)戰(zhàn)略，是運(yùn)用神經(jīng)調(diào)控的一般要求，將大功率傳輸調(diào)控結(jié)構(gòu)，整合為一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)元調(diào)整結(jié)構(gòu)，形成系統(tǒng)的神經(jīng)元調(diào)控體系。

2.2.1 構(gòu)建一體化結(jié)構(gòu)

神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，液壓缸內(nèi)部原料存儲(chǔ)、液壓缸管道調(diào)節(jié)供應(yīng)、液壓資源綜合處理、以及液壓條件科學(xué)調(diào)配的方法，均是連貫性的傳輸系統(tǒng)動(dòng)力處理過程，一氣呵成的動(dòng)力處理措施，可有效避免大功率液壓機(jī)械做功時(shí)，出現(xiàn)功率過大、或過小，導(dǎo)致液壓機(jī)械系統(tǒng)，做功不穩(wěn)定的問題發(fā)生[1]。

例如，某次液壓系統(tǒng)的功率為15kW，若運(yùn)用傳統(tǒng)的液壓機(jī)械系統(tǒng)，進(jìn)行機(jī)械動(dòng)力調(diào)整時(shí)，系統(tǒng)操作人員，需從液壓系統(tǒng)各個(gè)部分的做功情況，損耗情況等方面，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力調(diào)節(jié)。而采用神經(jīng)元節(jié)能調(diào)節(jié)模式后，檢測(cè)人員只需按照本次機(jī)械動(dòng)力的實(shí)際需求，確定機(jī)械傳輸做功的具體值后，通過設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)力傳輸功率調(diào)控程序，進(jìn)行功率控制即可。

這種系統(tǒng)性的動(dòng)力探索過程，可直接在系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，確定本次液壓機(jī)械系統(tǒng)做功傳輸?shù)膶?shí)際功率量，然后一次性從動(dòng)力供應(yīng)源處開始，進(jìn)行機(jī)械做功功率的評(píng)估與傳輸。機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)的整體做功情況，均是從整體上進(jìn)行問題的把握，液壓泵、液壓閥、液壓缸、以及液壓馬達(dá)、液壓管道各個(gè)部分之間相互承接。因而，實(shí)際進(jìn)行液壓系統(tǒng)時(shí)，需要損耗的有用功則相對(duì)較少。

2.2.2 神經(jīng)元判斷算法

神經(jīng)元結(jié)構(gòu)在大功率液壓機(jī)系統(tǒng)中的融合，也運(yùn)用到了神經(jīng)元判斷算法結(jié)構(gòu)，對(duì)液壓機(jī)械系統(tǒng)的做功情況進(jìn)行評(píng)定。

例如，傳統(tǒng)的液壓機(jī)械系統(tǒng)做功調(diào)節(jié)過程，是通過液壓泵、液壓閥、液壓缸以及液壓馬達(dá)、液壓管道，各部分動(dòng)力集中性供應(yīng)，將動(dòng)力傳輸資源，傳輸?shù)骄唧w的實(shí)踐空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力供應(yīng)過程的有效性調(diào)節(jié)。但實(shí)際進(jìn)行動(dòng)力傳輸時(shí)，由于機(jī)械設(shè)備自身，無法判斷動(dòng)力供應(yīng)大小，由此，前一部分所產(chǎn)生的多樣性功率，也就會(huì)出現(xiàn)有用功浪費(fèi)。而運(yùn)用神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，進(jìn)行大功率調(diào)節(jié)控制期間，神經(jīng)元結(jié)構(gòu)下的功率判斷結(jié)構(gòu)，可在動(dòng)力轉(zhuǎn)換期間，實(shí)現(xiàn)每一個(gè)階段傳輸功率大小的檢測(cè)，繼而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力傳輸條件、傳輸功率的時(shí)性調(diào)節(jié)。由此，大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，上一階段所產(chǎn)生的功率大小，會(huì)在下一個(gè)傳輸階段被完全承接，從而也就避免了功率做功浪費(fèi)的問題，大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)做功速率的最優(yōu)化轉(zhuǎn)變。

2.3 液壓轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)技能控制

液壓轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的節(jié)能控制，也是當(dāng)代大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，節(jié)能控制的有效策略。

2.3.1 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)局部節(jié)能控制

液壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)節(jié)能控制時(shí)，要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，先對(duì)液壓泵、液壓閥、液壓缸等，基礎(chǔ)部分的實(shí)際做功情況進(jìn)行勘測(cè)，然后對(duì)液壓轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的做功最大值和最小值進(jìn)行評(píng)估，再依據(jù)大功率液壓機(jī)械系統(tǒng)的實(shí)際情況，進(jìn)行功率動(dòng)力調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)多樣要素中功率轉(zhuǎn)換時(shí)，傳輸功率最優(yōu)化、最高效率化的轉(zhuǎn)變。這是從液壓設(shè)備的基礎(chǔ)需求層面，縮小液壓泵、液壓閥、液壓缸等部分功率損耗比的有效方式[2]。

例如，某次高頻率液壓系統(tǒng)中，液壓泵功率為K，但當(dāng)前供應(yīng)機(jī)械的最大功率僅有K1，K1

2.3.2 連接功率調(diào)節(jié)

連接處功率調(diào)節(jié)，主要是指大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，在周期做功期間，每一個(gè)周期做功調(diào)節(jié)過程，均能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)性、穩(wěn)定性的調(diào)整，避免外部動(dòng)力設(shè)備的應(yīng)用時(shí)受到摩擦力的影響，出現(xiàn)功率損耗問題。

3 結(jié)語

綜上所述，大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的高效節(jié)能控制方法探討，是動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)踐中優(yōu)化的理論歸納，為社會(huì)資源綜合利用提供了方向引導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，本文通過PID控制法節(jié)能控制、神經(jīng)元結(jié)構(gòu)節(jié)能控制、液壓轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)技能控制3種方法，對(duì)大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的高效節(jié)能控制策略進(jìn)行歸納。因此，淺析當(dāng)代機(jī)械動(dòng)力高效節(jié)能戰(zhàn)略，為機(jī)械資源綜合利用提供了新視角。

參考文獻(xiàn)

[1] 菅迎賓，李文廣.大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的高效節(jié)能控制方法[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2018，45（3）：68.

[2] 卜雷.大功率液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的高效節(jié)能控制方法[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2017，17（26）：69-73.