基于功率流建模的轴向变量ATOS柱塞泵动态研究
液压传动与控制技术是一种以液体为介质,利用液体的压力能来传递动力的工业控制技术。在液压系统中,其“心脏”为动力元件泵。与其他容积式的各类泵相比,轴向变量ATOS柱塞泵由于其体积小、效率高、结构紧凑、容易实现无级调节等诸多优点而广泛地应用各工业领域中。

基于功率流建模的轴向变量ATOS柱塞泵动态研究
现代工业的高速发展对轴向变量ATOS柱塞泵的性能要求越来越高。由于我国对ATOS柱塞泵的研究起步较晚,同时由于制造工艺上的限制,因此在对柱塞泵的研究与制造方面与美国,德国,日本等国家的先有一定的差距。在分析国内外现状基础上,以轴向变量ATOS柱塞泵为研究对象,从液压系统的层次上以及功率流角度出发对其进行了理论与仿真研究。首先对轴向变量ATOS柱塞泵整个系统进行子系统划分,然后从流量连续性方程,伯努力方程以及牛顿力学定理等出发,充分考虑轴向变量ATOS柱塞泵的泄漏,摩擦以及容积效应,对轴向变量ATOS柱塞泵各个子系统模块进行数学理论分析,建立子系统及轴向变量ATOS柱塞泵的理论数学模型。接着从功率流的角度出发,建立轴向变量ATOS柱塞泵的功率键合图模型,清楚直观地表达轴向变量ATOS柱塞泵各个组成部分之间的关系,建立其状态方程。然后根据轴向变量ATOS柱塞泵理论数学模型和功率键合图,利用基于功率流及键合图理论的AMESim仿真软件平台,建立轴向变量ATOS柱塞泵的AMESim仿真模型,对其进行动态仿真实验研究。主要对轴向变量ATOS柱塞泵脉动特性以及瞬态响应特性进行研究,着重研究了主要参数对脉动以及瞬态响应的影响,同时分析了柱塞之间耦合特性。zui后利用AMESim设计探讨模块以及遗传算法对轴向变量ATOS柱塞泵的配流盘进行优化,降低轴向变量ATOS柱塞泵吸油与压油过渡时振动与冲击。通过详细分析ATOS柱塞泵排油过程中的过流面积变化,同时考虑油液的压缩性和ATOS柱塞泵的泄漏,建立了ATOS柱塞泵瞬时流量的非线性数学模型.提出了一种ATOS柱塞泵配流盘结构的动态优化方法,该优化方法以ATOS柱塞泵瞬时流量脉动幅值zui小为优化目标,采用旋转矢量法对配流盘结构参数进行实时在线寻优.仿真结果表明:该动态优化方法具有很高的效率和实用性,为ATOS柱塞泵的结构优化设计和消震、降噪研究提供了有力的理论依据.