机床与液压

作者：张占东，赵文超，陈吉顺，韦春辉，王宇，李逸飞

单位：山西大同大学机电工程学院；山西大同大学机电工程学院；山西大同大学机电工程学院；山西大同大学机电工程学院；山西大同大学机电工程学院；山西大同大学机电工程学院

关键词：乳化液泵;多泵并联泵站系统;数字配流;MPC;流量复合调控策略;流量脉动率

基金：2022年度山西省基础研究计划(自由探索类)第一批项目(202303021211325)；2022年度山西省基础研究计划项目(自由探索类)青年科学研究项目(202203021222299)

针对工程实践对大流量乳化液泵站提出的快速高质量按需供液这一技术需求，综合利用MPC方法流量脉动率小、具有多变量约束系统滚动优化能力以及数字配流方法响应速度快、流量调控分辨率高的优势，提出一种适用于多泵并联泵站系统的流量复合调控策略。详细介绍两类方法的流量调控原理，采用仿真手段对比分析其应用于单台乳化液泵的流量调控效果与优势；基于BRW125/31.5C型乳化泵的结构参数，搭建泵流量复合调控仿真模型，并与其他4台工频乳化液泵共同组成多泵并联泵站系统模型，引入泵站系统上流量脉动率与下流量脉动率来量化多泵并联泵站系统总供液流量的脉动程度。针对ZF17000/27.5/42D型支架的升柱、推溜、降柱及移架等4类基本工艺开展仿真分析，验证所提泵站系统流量复合调控策略的可行性。结果表明：由于数字配流方法通过电磁铁驱动进液阀在部分排液行程中的延迟关闭来调控整泵输出流量，其不涉及减速齿轮机构、曲柄连杆机构动力学过程，因而响应速度较快，但其改变了各柱塞腔原有工作节拍接续循环关系，导致流量脉动较大;而MPC方法通过降低泵主轴转速来调控输出流量，其整泵流量脉动程度与这类多柱塞泵的固有水平相当，但由于驱动电机功率有限，且整泵等效转动惯量较大，针对特定目标流量的调控响应速度较慢；由于小流量被控泵提供的补液流量将淹没于泵站系统总流量中，因而对于升柱、推溜这类用液量大的工艺动作，可采用以数字配流方法为主的复合调控策略，而降柱、移架这类用液量小的工艺动作，则可采用以MPC方法为主的复合调控方法。

来源：2025年第22期

《机床与液压》期刊编辑部

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