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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(guò)將傳統(tǒng)油路與所提出的油路進(jìn)行比較來(lái)說(shuō)明穩(wěn)定性。介紹了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性的動(dòng)機(jī)，推導(dǎo)和證明。提出了包括穩(wěn)定性控制和滑動(dòng)到所需工作區(qū)域的控制算法。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)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(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用中。 應(yīng)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(jī)械或電氣傳遞動(dòng)力的方法相比， 流體動(dòng)力的效率相對(duì)較低。 隨著對(duì)燃料價(jià)格和排放法規(guī)的關(guān)注越來(lái)越多，流體動(dòng)力的效率已成為一個(gè)重要問(wèn)題。 閥門控制系統(tǒng)在當(dāng)今的液壓機(jī)器中處于領(lǐng)先地位。 使用閥門控制系統(tǒng)似乎是一個(gè)直接的解決方案，其中系統(tǒng)使用壓力補(bǔ)償或負(fù)載感應(yīng)泵來(lái)提供控制執(zhí)行器的各個(gè)閥門。設(shè)計(jì)看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但存在一些缺點(diǎn)：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(dòng)通常可以在較小的移動(dòng)機(jī)器中找到并用作推進(jìn)驅(qū)動(dòng)。 通過(guò)與實(shí)施相同的工作程序時(shí)的燃料消耗量進(jìn)行比較，能量效率的提高通常是通過(guò)與裝備有不同回路的同一臺(tái)機(jī)器重復(fù) 10 次的 3 分鐘挖掘循環(huán)進(jìn)行評(píng)估的。泵位移控制致動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是它提供更高的能量效率，因?yàn)樵谥聞?dòng)器的主電力線內(nèi)沒(méi)有節(jié)流損 失，并且因?yàn)楸媚軌蛲ㄟ^(guò)機(jī)械從其他功能單元從電位再生能量和制動(dòng)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(dòng)機(jī)的能量的一部分從在發(fā)電機(jī)模式下工作的電動(dòng)機(jī)再生。目前，有許多車輛，包括挖掘機(jī)，起重機(jī)和一些機(jī)器人，同時(shí)使用多個(gè)線性和旋轉(zhuǎn)液壓執(zhí)行器;恢復(fù)能源的能力將成為新一代液壓移動(dòng)機(jī)器的必要組成部分。 泵位移控制系統(tǒng)的一個(gè)直接問(wèn)題是，行業(yè)中使用的最常見(jiàn)的執(zhí)行器是單桿液壓缸。一個(gè)例子是挖掘機(jī)中使用的懸臂結(jié)構(gòu)。 當(dāng)在泵位移控制油路中使用單桿液壓缸時(shí)，為了平衡由于液壓缸的不同面積而進(jìn)入和離開(kāi)液壓缸體積的不相等的流量，需要適當(dāng)?shù)挠吐凡贾谩? 文獻(xiàn)中可以找到幾種方法來(lái)解決差異區(qū)問(wèn)題。 Berbuer [2]和 Lodewyks [3,4]推出了一種用于不平等流量補(bǔ)償?shù)囊簤鹤儔浩鳌Ｅc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(shí)以壓力水平的變化為代價(jià)。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(kāi)發(fā)了類似但更具創(chuàng)新性的產(chǎn)品。它包含三個(gè)端口，其中通過(guò)控制閥板來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)端口的流量的控 制。該變壓器只能用于四個(gè)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(gè)可變排量泵，其位移比適用于單桿液壓缸的面積比，以補(bǔ)償差動(dòng)流量。除了閉環(huán)油路解決方案外，Heybroek 還提出了一種開(kāi)環(huán)油路解決方案，實(shí)現(xiàn)了一套 H 橋控制閥。該油路延長(zhǎng)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(lái)獲得閉路排量控制的概念， 用于補(bǔ)償通過(guò)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(dòng)林業(yè)機(jī)器上成功實(shí)施[8]。 一個(gè)類似的概念，使用兩個(gè)先導(dǎo)式止回閥，由 Rahmfeld [9]和 Rahmfeld 和 Ivantysynova [10]開(kāi)發(fā)。 通過(guò)使用原型輪式裝載機(jī)的實(shí)驗(yàn)證明，在負(fù)載傳感下節(jié)省了 15％的燃料。 這種解決方案的優(yōu)點(diǎn)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?yàn)楸霉蚕硐嗤妮斎胼S。 液壓回路需要以四象限運(yùn)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(bào)告問(wèn)題是泵振蕩[11]。 更明確地說(shuō)，帽側(cè)和桿側(cè)的壓力有時(shí)不可控地?cái)[動(dòng); 相應(yīng)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(yùn)行模式之間具有快速振蕩。 在這個(gè)階段，系統(tǒng)失去可控性或處于弱可控性。參考文獻(xiàn) 如圖 11 所示，觀察者被設(shè)計(jì)成預(yù)測(cè)何時(shí)發(fā)生這種壓力振蕩，以引入控制努力來(lái)穩(wěn)定系統(tǒng)。 顯然，致動(dòng)器壓力和速度的大振蕩是不期望的并且可能是危險(xiǎn)的。 對(duì)于工業(yè)應(yīng)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(guò)實(shí)驗(yàn)提出并驗(yàn)證了一種用于差分流量的新型流量控制油路。 這個(gè)概念是從 Hewett 的結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)的[7]。 添加了新的組件和控件算法。 油路繼承了惠威設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，但原理，工作分析和技術(shù)重點(diǎn)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(jìn)行調(diào)整。 2 具有動(dòng)態(tài)補(bǔ)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(duì)止回閥（3a，3b），一對(duì)流量控制閥（4a，4b），一對(duì)安全閥（5a，5b），三位三通梭閥 6），兩個(gè)壓力傳感器和一個(gè)控制器。除了所提出的油路之外，整個(gè)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(guò)止回閥或往復(fù)閥中的一個(gè)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?？刂破鲃?dòng)態(tài)地調(diào)整流量控制閥， 以使油路得以補(bǔ)償。通過(guò)使用小的受控泄漏使得壓力振蕩被抑制來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性補(bǔ)償?？刂破骺梢园l(fā)出附加補(bǔ)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(hù)。 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(dāng) P; Q 具有相同的符號(hào)時(shí)，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(dòng)模式，這意味著液壓缸將能量送回泵。 當(dāng) Q = 0; P 6 = 0 時(shí)，泵既不給能量也不吸收能量，液壓缸的運(yùn)動(dòng)主要由油路泄漏決定。 在另一種情況下，當(dāng) P？ 0; Q 6 = 0，泵與液壓缸之間沒(méi)有大的能量交換; 注意，在這種情況下，液壓缸正在移動(dòng)，例如當(dāng)其延伸時(shí)，大部分能量交換在液壓缸和電荷泵之間。 當(dāng)液壓缸延伸時(shí)，圖 3 中油路中的主流。 1 是逆時(shí)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(fù)載。系統(tǒng)處于泵送模式。請(qǐng)注意，額外的流量（通常稱為冷油）通過(guò)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(yùn)動(dòng)模式。在這種情況下，高壓流通過(guò)可變排量泵。因此，泵可以恢復(fù)這種能量。此時(shí)注意，冷油通過(guò)止回閥3a進(jìn)入系統(tǒng)。系統(tǒng)中止回閥的布置有兩個(gè)功能。首先是確保冷油始終從低壓側(cè)進(jìn)入能量回收能力。第二個(gè)是補(bǔ)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