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附錄 1：外文翻譯 單桿液壓缸液壓回路 本文提出了一種由可變排量泵控制的單桿液壓缸的新型液壓回路。 油路布置不僅能給系統(tǒng)提供高能效，而且可以改善傳統(tǒng)油路的內(nèi)部不穩(wěn)定性。 通過將傳統(tǒng)油路與所提出的油路進行比較來說明穩(wěn)定性。介紹了系統(tǒng)動力學穩(wěn)定性的動機，推導和證明。提出了包括穩(wěn)定性控制和滑動到所需工作區(qū)域的控制算法。 進行實驗來驗證油路，結(jié)果表明該油路具有良好的性能。 [DOI：10.1115 / 1.4004777] 1 介紹 液壓系統(tǒng)由于其高功率密度，靈活性和高剛度而廣泛應用于工業(yè)應用中。 應用可以在農(nóng)業(yè)，礦業(yè)，建筑和制造業(yè)中找到。 然而，與機械或電氣傳遞動力的方法相比， 流體動力的效率相對較低。 隨著對燃料價格和排放法規(guī)的關注越來越多，流體動力的效率已成為一個重要問題。 閥門控制系統(tǒng)在當今的液壓機器中處于領先地位。 使用閥門控制系統(tǒng)似乎是一個直接的解決方案，其中系統(tǒng)使用壓力補償或負載感應泵來提供控制執(zhí)行器的各個閥門。設計看起來很簡單，但存在一些缺點：安裝成本高，部件成本高，節(jié)流損耗低能源效率高[1]。 位移控制的靜液傳動通?？梢栽谳^小的移動機器中找到并用作推進驅(qū)動。 通過與實施相同的工作程序時的燃料消耗量進行比較，能量效率的提高通常是通過與裝備有不同回路的同一臺機器重復 10 次的 3 分鐘挖掘循環(huán)進行評估的。泵位移控制致動器的主要優(yōu)點是它提供更高的能量效率，因為在致動器的主電力線內(nèi)沒有節(jié)流損 失，并且因為泵能夠通過機械從其他功能單元從電位再生能量和制動能量共享泵的軸。電力再生的原理類似于電氣系統(tǒng)中使用的原理，其中饋送到同一電網(wǎng)上的電動機的能量的一部分從在發(fā)電機模式下工作的電動機再生。目前，有許多車輛，包括挖掘機，起重機和一些機器人，同時使用多個線性和旋轉(zhuǎn)液壓執(zhí)行器;恢復能源的能力將成為新一代液壓移動機器的必要組成部分。 泵位移控制系統(tǒng)的一個直接問題是，行業(yè)中使用的最常見的執(zhí)行器是單桿液壓缸。一個例子是挖掘機中使用的懸臂結(jié)構(gòu)。 當在泵位移控制油路中使用單桿液壓缸時，為了平衡由于液壓缸的不同面積而進入和離開液壓缸體積的不相等的流量，需要適當?shù)挠吐凡贾谩? 文獻中可以找到幾種方法來解決差異區(qū)問題。 Berbuer [2]和 Lodewyks [3,4]推出了一種用于不平等流量補償?shù)囊簤鹤儔浩?。與變壓器類似的液壓變壓器能夠以一定的壓力水平將輸入流轉(zhuǎn)換成不同的輸出流，同時以壓力水平的變化為代價。如果變壓器比率與給定液壓缸的面積比相同，則不平衡流量平衡。 INNAS [5]基于彎軸原理開發(fā)了類似但更具創(chuàng)新性的產(chǎn)品。它包含三個端口，其中通過控制閥板來實現(xiàn)對各個端口的流量的控 制。該變壓器只能用于四個象限操作中的單桿液壓缸以及額外的高壓源。 Berbuer [2] 還提出使用兩個可變排量泵，其位移比適用于單桿液壓缸的面積比，以補償差動流量。除了閉環(huán)油路解決方案外，Heybroek 還提出了一種開環(huán)油路解決方案，實現(xiàn)了一套 H 橋控制閥。該油路延長了單桿液壓缸可操作的最大速度。 1994 年，Hewett [7]基于可變排量泵和低壓充氣管線來獲得閉路排量控制的概念， 用于補償通過液壓缸的體積流量的差異。 使用兩位三通閥將液壓缸的低壓側(cè)連接到充氣壓力。 該油路在移動林業(yè)機器上成功實施[8]。 一個類似的概念，使用兩個先導式止回閥，由 Rahmfeld [9]和 Rahmfeld 和 Ivantysynova [10]開發(fā)。 通過使用原型輪式裝載機的實驗證明，在負載傳感下節(jié)省了 15％的燃料。 這種解決方案的優(yōu)點包括：（1）消除節(jié)流損失; （2）與其他解決方案相比，油路成本較低; （3）能量回收是可能的，因為泵共享相同的輸入軸。 液壓回路需要以四象限運行，以便從其他功能單元回收能量。 在某種情況下，這種油路的報告問題是泵振蕩[11]。 更明確地說，帽側(cè)和桿側(cè)的壓力有時不可控地擺動; 相應地，由于質(zhì)量慣性，液壓缸速度振蕩并且迅速變化，即使它是連續(xù)的; 該系統(tǒng)在泵送模式和運行模式之間具有快速振蕩。 在這個階段，系統(tǒng)失去可控性或處于弱可控性。參考文獻 如圖 11 所示，觀察者被設計成預測何時發(fā)生這種壓力振蕩，以引入控制努力來穩(wěn)定系統(tǒng)。 顯然，致動器壓力和速度的大振蕩是不期望的并且可能是危險的。 對于工業(yè)應用而言，可控性的喪失或可控性弱是潛在的不可接受的。 在本文中，通過實驗提出并驗證了一種用于差分流量的新型流量控制油路。 這個概念是從 Hewett 的結(jié)構(gòu)開發(fā)的[7]。 添加了新的組件和控件算法。 油路繼承了惠威設計的優(yōu)勢，但原理，工作分析和技術重點與 Hewett 的完全不同。 該油路不僅保留了能源效率，而且消除了壓力振蕩。 更多的是，跟蹤性能可以根據(jù)需求進行調(diào)整。 2 具有動態(tài)補償?shù)牧髁靠刂朴吐? 所提出的閉環(huán)液壓回路如圖 1 所示。該油路包括一對止回閥（3a，3b），一對流量控制閥（4a，4b），一對安全閥（5a，5b），三位三通梭閥 6），兩個壓力傳感器和一個控制器。除了所提出的油路之外，整個系統(tǒng)還包括位移控制泵（1），電荷泵（2）和單桿液壓缸（7）。差壓容積和體積損失通過止回閥或往復閥中的一個與壓力接近充氣壓力的低壓輸電線平衡，取決于蓄能器和調(diào)節(jié)閥的特性。控制器動態(tài)地調(diào)整流量控制閥， 以使油路得以補償。通過使用小的受控泄漏使得壓力振蕩被抑制來實現(xiàn)穩(wěn)定性補償。控制器可以發(fā)出附加補償，以提高液壓缸的跟蹤性能。在正常工作情況下不工作的安全閥提供壓力安全保護。 油路工作在所有四象限操作中，如圖所示。 正方向被定義為方向，這使得液壓缸在泵送模式下延伸，如圖 1 所示。 2（a）即：泵上的壓差定義為：P = P a -P b，泵流量 Q 在泵上向下，圖 3 中的液壓缸位移 x 向上。 1.每當 P; Q 具有相同的符號時，泵處于 泵送模式，這意味著泵將能量傳遞到液壓缸; 否則，泵處于電動模式，這意味著液壓缸將能量送回泵。 當 Q = 0; P 6 = 0 時，泵既不給能量也不吸收能量，液壓缸的運動主要由油路泄漏決定。 在另一種情況下，當 P？ 0; Q 6 = 0，泵與液壓缸之間沒有大的能量交換; 注意，在這種情況下，液壓缸正在移動，例如當其延伸時，大部分能量交換在液壓缸和電荷泵之間。 當液壓缸延伸時，圖 3 中油路中的主流。 1 是逆時針（端口 B！泵！端口 A）。在這種情況下，有兩種情況。在情況（1）中，P> 0; Q> 0; _ x> 0，液壓缸正在提供向上的凈力。能量從泵轉(zhuǎn)移到液壓缸和負載。系統(tǒng)處于泵送模式。請注意，額外的流量（通常稱為冷油）通過止回閥3b，該止回閥連接到系統(tǒng)中壓力最低的電荷泵。在情況（2） 中，P0; _ x> 0，桿被一些外力拉起，系統(tǒng)處于運動模式。在這種情況下，高壓流通過可變排量泵。因此，泵可以恢復這種能量。此時注意，冷油通過止回閥3a進入系統(tǒng)。系統(tǒng)中止回閥的布置有兩個功能。首先是確保冷油始終從低壓側(cè)進入能量回收能力。第二個是補充由于泄漏而損失的油，并調(diào)節(jié)最小壓力以防止氣蝕。 附錄 2：外文原文