大功率液壓機械傳動系統(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，可有效降低機械系統(tǒng)做功損耗，提升資源利用率，是現(xiàn)代機械產(chǎn)業(yè)開發(fā)的主要趨向?；诖?，本文主要以大功率液壓機械傳動系統(tǒng)為例，探究高效節(jié)能控制的實踐策略，以達(dá)到充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢，提升機械產(chǎn)業(yè)運轉(zhuǎn)動力的目的。

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

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

液壓機械傳動系統(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)化為機械動力的過程。由此，為降低大功率液壓機械傳動系統(tǒng)做功中的有用功損耗，就應(yīng)把握系統(tǒng)動力傳輸與轉(zhuǎn)換兩個環(huán)節(jié)的液壓控制條件，合理進(jìn)行動力要素探究。

1 大功率液壓機械傳動系統(tǒng)的做功特征

大功率液壓機械傳動系統(tǒng)，是機械動力傳輸?shù)母糠?，依?jù)其做功傳輸?shù)膶嶋H作用，可分為分流和回流兩部分。

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

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

2 大功率液壓機械傳動系統(tǒng)的高效節(jié)能控制方法

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

2.1 PID控制法節(jié)能控制

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

當(dāng)前，借助PID控制公式，對大功率液壓機械傳動系統(tǒng)節(jié)能量進(jìn)行分析時，其計算公式可歸納為：QX[p1（t）-P0]=RX[dβX（t）]+fβX（t）+AX（t），其中“X”為液壓系統(tǒng)中的每一個元件；“QX”為液壓系統(tǒng)元件中每一個弧度的排放量；“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)實際運用時，主要利用液壓調(diào)控檢測程序中相應(yīng)數(shù)據(jù)的均衡度，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。

一旦液壓傳輸系統(tǒng)，超出了液壓系統(tǒng)控制的實際需要量，系統(tǒng)將立即調(diào)節(jié)液壓石油的供應(yīng)量，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)資源的綜合性調(diào)控。即，PID控制策略，可按照大功率機械動力供應(yīng)的實際供應(yīng)需求量，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行液壓動力供應(yīng)調(diào)節(jié)。而程序控制式的大功率液壓調(diào)節(jié)方法，可避免依靠機械動力實際需求，多方進(jìn)行動力調(diào)節(jié)與調(diào)控，減少外部結(jié)構(gòu)做功時，資源損耗與浪費，因而實現(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、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)動力處理過程，一氣呵成的動力處理措施，可有效避免大功率液壓機械做功時，出現(xiàn)功率過大、或過小，導(dǎo)致液壓機械系統(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，若運用傳統(tǒng)的液壓機械系統(tǒng)，進(jìn)行機械動力調(diào)整時，系統(tǒng)操作人員，需從液壓系統(tǒng)各個部分的做功情況，損耗情況等方面，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行動力調(diào)節(jié)。而采用神經(jīng)元節(jié)能調(diào)節(jié)模式后，檢測人員只需按照本次機械動力的實際需求，確定機械傳輸做功的具體值后，通過設(shè)計一個動力傳輸功率調(diào)控程序，進(jìn)行功率控制即可。

這種系統(tǒng)性的動力探索過程，可直接在系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)，確定本次液壓機械系統(tǒng)做功傳輸?shù)膶嶋H功率量，然后一次性從動力供應(yīng)源處開始，進(jìn)行機械做功功率的評估與傳輸。機械動力系統(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)、液壓管道各個部分之間相互承接。因而，實際進(jìn)行液壓系統(tǒng)時，需要損耗的有用功則相對較少。

2.2.2 神經(jīng)元判斷算法

神經(jīng)元結(jié)構(gòu)在大功率液壓機系統(tǒng)中的融合，也運用到了神經(jīng)元判斷算法結(jié)構(gòu)，對液壓機械系統(tǒng)的做功情況進(jìn)行評定。

例如，傳統(tǒng)的液壓機械系統(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，各部分動力集中性供應(yīng)，將動力傳輸資源，傳輸?shù)骄唧w的實踐空間內(nèi)，實現(xiàn)動力供應(yīng)過程的有效性調(diào)節(jié)。但實際進(jìn)行動力傳輸時，由于機械設(shè)備自身，無法判斷動力供應(yīng)大小，由此，前一部分所產(chǎn)生的多樣性功率，也就會出現(xiàn)有用功浪費。而運用神經(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)，可在動力轉(zhuǎn)換期間，實現(xiàn)每一個階段傳輸功率大小的檢測，繼而實現(xiàn)了動力傳輸條件、傳輸功率的時性調(diào)節(jié)。由此，大功率液壓機械傳動系統(tǒng)，上一階段所產(chǎn)生的功率大小，會在下一個傳輸階段被完全承接，從而也就避免了功率做功浪費的問題，大功率液壓機械傳動系統(tǒng)，可實現(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)代大功率液壓機械傳動系統(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，要求系統(tǒng)設(shè)計人員，先對液壓泵、液壓閥、液壓缸等，基礎(chǔ)部分的實際做功情況進(jìn)行勘測，然后對液壓轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的做功最大值和最小值進(jìn)行評估，再依據(jù)大功率液壓機械系統(tǒng)的實際情況，進(jìn)行功率動力調(diào)節(jié)，可實現(xiàn)多樣要素中功率轉(zhuǎn)換時，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械傳動系統(tǒng)，在周期做功期間，每一個周期做功調(diào)節(jié)過程，均能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)性、穩(wěn)定性的調(diào)整，避免外部動力設(shè)備的應(yīng)用時受到摩擦力的影響，出現(xiàn)功率損耗問題。

3 結(jié)語

綜上所述，大功率液壓機械傳動系統(tǒng)的高效節(jié)能控制方法探討，是動力系統(tǒng)實踐中優(yōu)化的理論歸納，為社會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，對大功率液壓機械傳動系統(tǒng)的高效節(jié)能控制策略進(jìn)行歸納。因此，淺析當(dāng)代機械動力高效節(jié)能戰(zhàn)略，為機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.大功率液壓機械傳動系統(tǒng)的高效節(jié)能控制方法[J].時代農(nóng)機，2018，45（3）：68.

[2] 卜雷.大功率液壓機械傳動系統(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.