机床与液压

作者：张东京，王永军，潘广善，张震，张浩，刘水清

单位：中国船舶科学研究中心；船舶结构安全全国重点实验室；中国船舶科学研究中心；船舶结构安全全国重点实验室；中国船舶科学研究中心；船舶结构安全全国重点实验室；中国船舶科学研究中心；船舶结构安全全国重点实验室；中国船舶科学研究中心；船舶结构安全全国重点实验室；中国船舶科学研究中心

关键词：承压试板;外压疲劳;泵阀融合控制;动态限幅

基金：中国科学院冷泉装置前期关键技术攻关项目（LQ-GJ-01）；国家重大科技基础设施项目（发改高技\[2023\]1167号）

为提升承压试板外压疲劳液压系统的控制精度和能效，避免试验过程中稳定性降低、能源效率低和系统过热，以典型试板外压疲劳加载系统为对象，考虑试验腔壁面柔性，基于压力-流量解耦思想，采用泵阀融合控制方法，制定流量前馈+基于动态限幅PID的压力闭环控制策略；并结合实际系统开环特性实测数据，通过AMESim和LabVIEW进行系统分析、建模以及联合仿真，研究其动态性能和系统能效。结果表明：试验腔液体压缩性和壁面柔性的理论计算值与AMESim液压腔与弹簧式蓄能器的仿真值结果相近，说明所建模型正确，可用于对真实试板受压特性进行模拟；采用流量匹配和基于动态限幅的压力闭环控制技术,控制误差在±0.1 MPa内，无溢流损失，显著提升了系统的控制精度和能效。针对不同作动频率的试板，控制器应提前匹配流量，以降低节流压差和相应的能量损失，同时试板作动频率不宜偏低，需结合实际泵的最优效率区间对最低频率进行限制，以维持系统的控制精度和能效。

来源：2025年第22期

《机床与液压》期刊编辑部

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