机床与液压

作者：张占东，赵文超，陈吉顺，韦春辉，李逸飞，王宇

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

关键词：乳化液泵;MPC;按需供液;液压支架;流量调控

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)；2023年度山西省研究生教育创新项目(2023SJ289)；山西大同大学研究生教育创新项目(23CX06；23CX38)

针对矿用大流量乳化液泵现有电磁卸荷技术难以高效实现按需供液的现状，借助MPC原理提前预测液压支架不同动作过程用液流量与压力的优势，提出一种基于MPC的乳化液泵流量调控策略。建立基于MPC的乳化液泵站供液系统，分析支架供液过程以及升柱、降柱的用液需求；以MPC基本原理和三相异步电机数学模型为基础，建立模型预测电流控制系统，以BRW125/31.5C型乳化液泵为研究对象，以ZF17000/27.5/42D型支架为用液负载，基于MATLAB/Simulink及AMESim平台搭建联合仿真模型；最后，与基于电磁卸荷技术的乳化液泵流量调节方式进行仿真对比实验。电磁卸荷流量调控方法由于存在显著卸荷回液流量损失而造成供液系统压力波动大、能耗高的问题，而基于MPC的流量调控方法则在实现卸荷阀回液流量为0的前提下，可推动支架以较高速度完成升柱与降柱动作。结果表明：基于MPC的乳化液泵流量调控方法可以满足支架升柱过程低压大流量、降柱过程高压小流量的按需供液目标，并在卸荷阀回液流量为0的基础上实现高效供液。

来源：2025年第20期

《机床与液压》期刊编辑部

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