机床与液压

作者：刘煜，姜佑鹏，李海文，徐胤靖，刘森琪，丁孺琦

单位：河南平高电气股份有限公司；华东交通大学机电与车辆工程学院；河南平高电气股份有限公司；华东交通大学机电与车辆工程学院；河南平高电气股份有限公司；华东交通大学机电与车辆工程学院

关键词：电液作动器;振荡机制;模式切换;电磁开关阀

基金：国家自然科学基金项目（52422503）

针对电液作动器模式切换过程中，液控单向阀因压差辨识延迟导致频繁启闭，进而诱发执行器速度振荡、系统动态失稳等问题，提出一种主动补偿优化方案。该方案采用电磁开关阀替代液控单向阀，并设计速度前馈-压差反馈复合控制器，实现对不对称流量的精确、主动补偿。基于电液作动器系统动力学方程与阀件流量特性建立数学模型，通过机制分析揭示“液控单向阀补油响应滞后-执行器运动惯性-两腔压力动态失衡”的耦合作用机制，明确振荡本质为液控单向阀与执行器的动态时序失配。进一步通过仿真量化分析，探究相同负载条件下执行器速度与振荡周期、幅值的非线性关系，验证速度提升是导致振荡能量累积的演化规律。在此基础上，提出采用电磁开关阀主动补偿差动液压缸不对称流量差的改进方案，通过速度前馈与压差反馈的复合控制方式，实现了对电磁开关阀动态补偿流量差的精确调控。仿真结果表明：优化前，在0~20 kN线性负载工况下，基于AMESim构建的POCV补油EHA系统在0.01 m/s预设速度下，液压缸无杆腔压力波动幅度为0.7~1.4 MPa，执行器实际运行速度为-0.007~0.035 m/s；当执行器预设速度由0.01 m/s逐步提升至0.03 m/s时，系统在模式切换过程中的振荡呈现“周期延长、幅值增大、能量累积”的非线性演化特征；优化后，系统模式切换时电磁开关阀仅进行一次启闭，压力与速度平稳无波动，彻底消除振荡，提升了EHA的动态稳定性与可靠性。

来源：2025年第23期

《机床与液压》期刊编辑部

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