基于液压变压器的直线执行机构的节能研究

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.190686

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 48 ›› Issue (2): 116-121,136.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.190686

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基于液压变压器的直线执行机构的节能研究

姜继海¹ 杜治¹ 沈伟^2,3† 沈超³

1. 哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150080；2. 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州 310027；3.上海理工大学机械工程学院，上海200093

收稿日期:2019-10-08 出版日期:2020-02-25 发布日期:2020-03-18
通信作者: 沈伟(1984-)，男，博士，副教授，主要从事液压系统的节能和新型液压元件的开发研究。 E-mail:shenwei@usst.edu.cn
作者简介:姜继海(1957-)，男，博士，教授，主要从事液压传动基础理论及应用研究。E-mail: jjhlxw@hit.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目 ( 51775131) ; 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室开放基金资助项目( GZKF-201708) ; 上海市自然科学基金资助项目 ( 19ZＲ1435400)

Research on Energy Saving of Linear Actuator Based on Hydraulic Transformer

JIANG Jihai¹ DU Zhi¹ SHEN Wei^2,3 SHEN Chao³

1. School of Mechatronics Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 150080，Heilongjiang，China； 2. State Key Laboratory of Fluid Power and Mechatronic Systems，Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang，China； 3. Department of Mechatronics Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China

Received:2019-10-08 Online:2020-02-25 Published:2020-03-18
Contact: 沈伟(1984-)，男，博士，副教授，主要从事液压系统的节能和新型液压元件的开发研究。 E-mail:shenwei@usst.edu.cn
About author:姜继海(1957-)，男，博士，教授，主要从事液压传动基础理论及应用研究。E-mail: jjhlxw@hit.edu.cn
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China ( 51775131) ，Open Foundation of the State Key Laboratory of Fluid Power and Mechatronic Systems of Zhejiang University ( GZKF-201708) and the Natural Science Founda- tion of Shanghai ( 19ZＲ1435400)

摘要/Abstract

摘要： 液压变压器在理论上能够无节流损失地控制直线执行机构的运动速度，而且能够回收负负载的能量，为了提高液压变压器的能量利用效率，文中设计了节能系统的总效率模型，以总效率最高为目标，采用优化算法计算出液压蓄能器容积的数值，分析了气体压力在回收能量过程中的变化曲线，完成了对液压蓄能器的参数匹配；建立了节能系统的Simulink模型，采用模糊PID控制策略对负载下降时的运动速度进行控制。仿真结果表明，该控制策略能够很好地实现对负载运动速度的控制。

关键词: 液压技术, 能量利用效率, 液压变压器, 回收能量, 模糊PID

Abstract: The hydraulic transformer can theoretically control the speed of the linear actuator without throttling loss and can recover and reuse the energy of the load. In order to improve the energy efficiency of the hydraulic transformer，, thea total efficiency model of the energy-saving system iwas designed in this paper. Based on To achieve the highest total efficiency，, the numerical value of the hydraulic accumulator volume iwas calculated by optimization algorithm，and t. The variation curve of gas pressure in the process of energy recovery iwas analyzed，, and the parameter of the hydraulic accumulator was the parameter matching of the hydraulic accumulator is completed. The Simulinkmathematical model of Simulink for of energy-saving system iwas established. The speed of movement was controlled Twith the fuzzy PID control strategy is used to control the motion speed when the load is falling. The simulation results show that the control strategy performs well in speed controlcan well control the motion speed.

Key words: hydraulic technology, energy efficiency, hydraulic transformer, energy recovery, fuzzy-PID

姜继海, 杜治, 沈伟, 等. 基于液压变压器的直线执行机构的节能研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(2): 116-121,136.

JIANG Jihai, DU Zhi, SHEN Wei, et al. Research on Energy Saving of Linear Actuator Based on Hydraulic Transformer[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2020, 48(2): 116-121,136.

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基于液压变压器的直线执行机构的节能研究

Research on Energy Saving of Linear Actuator Based on Hydraulic Transformer

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