节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统技术方案

本公开提供节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统,包括电液伺服阀,变量机构,液压马达,压力传感器,转速传感器,航空柱塞泵和测控系统。其中航空柱塞泵由液压马达直接驱动，通过电液伺服阀调节液压油输入液压马达的流量，通过变量机构调节液压马达的自身排量，测控系统同时对电液伺服阀的开口大小和液压马达的排量两个变量施加控制，实现驱动系统节流容积复合控制，其中基于转速传感器的速度反馈信号，实现驱动系统转速伺服控制，基于压力传感器采集的液压马达的进油口和回油口压差，实现液压马达排量控制，减小伺服阀节流损失，提高能量利用率。

Air pump high speed drive servo system controlled by throttle volume composite control

The present public provides a high speed drive servo system for an aero pump with throttle volume compound control, including electro-hydraulic servo valve, variable mechanism, hydraulic motor, pressure sensor, speed sensor, aviation plunger pump and measurement and control system. The air plunger pump is driven by the hydraulic motor directly, through the electro-hydraulic servo valve regulating the flow of hydraulic oil into the hydraulic motor and adjusting the displacement of the hydraulic motor through the variable mechanism. The measurement and control system also controls the opening size of the electro-hydraulic servo valve and the two variable quantities of the hydraulic motor, in order to realize the throttle of the driving system. The volume compound control, in which the speed feedback signal of the speed sensor is based on the speed feedback signal of the speed sensor, realizes the speed servo control of the drive system. Based on the pressure difference between the inlet of the hydraulic motor and the oil inlet of the pressure sensor, the displacement control of the hydraulic motor is realized, the throttle loss of the servo valve is reduced and the utilization rate of the energy is increased.

【技术实现步骤摘要】
节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统
本公开涉及机械液压
，尤其涉及一种节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统。
技术介绍
机载液压能源系统的主要任务是为飞机各液压子系统提供液压二次能源，航空液压泵作为其中最为关键的基础液压元件，其性能好坏和可靠性寿命指标非常重要，目前机载航空液压泵均采用恒压变量柱塞泵，并具有高速高压的大功率特征，并且在实际应用之前，均需在地面驱动试验台上进行半实物仿真验证，模拟实际航空发动机驱动泵的转速和负载工况。现有旋转驱动技术中，主要有电马达和液压马达两种驱动方式，同时航空泵地面试验台需要对转速做精确控制，实际应用中，电马达速度控制目前以变频调速控制最为普遍，液压马达转速控制以伺服阀控马达为主，通过传感器采集转速，实现速度的伺服控制，由于模拟实际航空发动机驱动泵转速刚度高，功率大，地面模拟驱动试验普遍采用液压驱动方式，转速伺服控制由伺服阀控液压马达实现。但是伺服阀控液压马达属于典型的节流调速系统，特别在变负载工况条件下，在伺服阀处节流损失大，导致系统能量利用率低，同时大量的液压能转化为热能，使油液发热，密封失效率升高，降低系统伺服性能。
技术实现思路
为了解决上述问题，根据本公开，提供了节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统，通过以下技术方案实现。一方面，本公开提供一种节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统,包括恒压油源,电液伺服阀,变量机构，液压马达和航空柱塞泵；所述恒压油源向所述液压马达提供液压能；所述液压马达驱动所述航空柱塞泵；所述航空柱塞泵向所述驱动伺服系统的负载提供液压能；所述电液伺服阀调节所述恒压油源向所述液压马达输入的液压油的流量；所述变量机构调节所述液压马达的排量。进一步地，所述驱动伺服系统还包括转速传感器，联轴器，第一压力传感器和第二压力传感器；所述转速传感器配置于所述液压马达和所述航空柱塞泵之间，所述液压马达、所述转速传感器和所述航空柱塞泵由所述联轴器连接；所述第一压力传感器和第二压力传感器分别并联于所述液压马达的进油口和回油口。进一步地，所述驱动伺服系统还包括测控系统；所述测控系统采集所述恒压油源的压力，并对电液伺服阀处压差进行监控；所述测控系统生成控制信号，来控制所述负载的大小。进一步地，所述测控系统基于所述转速传感器的速度反馈信号，生成对所述电液伺服阀的控制信号，实现驱动伺服系统转速伺服控制；所述测控系统基于所述第一压力传感器和第二压力传感器采集的液压马达的进油口和回油口的压力差，生成对变量机构的控制信号，实现所述液压马达的排量控制；所述测控系统能够同时对电液伺服阀的开口大小和液压马达的排量两个变量施加控制，实现驱动伺服系统节流容积复合控制。另一方面，本公开提供一种航空泵高转速驱动伺服系统的节流容积复合控制方法，其使用上述驱动伺服系统，包括以下步骤：S1所述恒压油源向所述液压马达提供液压能；S2所述液压马达驱动所述航空柱塞泵；所述航空柱塞泵向所述驱动伺服系统的负载提供液压能；S3所述测控系统采集所述恒压油源的压力，并对电液伺服阀处压差进行监控；所述测控系统生成控制信号，来控制所述负载的大小；S4所述测控系统基于所述转速传感器的速度反馈信号，生成对所述电液伺服阀的控制信号，通过所述电液伺服阀调节所述恒压油源向所述液压马达输入的液压油的流量,实现驱动伺服系统转速伺服控制；S5所述测控系统基于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器采集的所述液压马达的进油口和回油口的压力差，生成对所述变量机构的控制信号，通过所述变量机构调节所述液压马达的排量,实现所述液压马达的排量控制；S6所述测控系统能够同时对所述电液伺服阀的开口大小和液压马达的排量两个变量施加控制，实现驱动伺服系统节流容积复合控制。本公开的有益效果：与现有技术相比，本公开的航空柱塞泵由液压马达直接高速驱动，结构紧凑，采用节流容积复合控制策略，兼备节流控制在响应速度和容积控制在能量效率方面的优势，在实现驱动转速控制的前提下，通过检测马达两腔压力差，以压差为基准生成变量机构的控制信号，调节马达排量使驱动系统适应不同负载，减少了伺服阀处的压降，降低了节流损失，提高了能量利用率。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是本公开具体实施方式的节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。如图1所示，本具体实施方式的节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统,包括恒压油源1,电液伺服阀2,变量机构3，液压马达4和航空柱塞泵7；所述恒压油源1向所述液压马达4提供液压能；所述液压马达4驱动所述航空柱塞泵7；所述航空柱塞泵7向所述驱动伺服系统的负载8提供液压能；所述电液伺服阀2调节所述恒压油源1向所述液压马达4输入的液压油的流量；所述变量机构3调节所述液压马达4的排量。其中，所述驱动伺服系统还包括转速传感器6，联轴器10，第一压力传感器5和第二压力传感器11；所述转速传感器6配置于所述液压马达4和所述航空柱塞泵7之间，所述液压马达4、所述转速传感器6和所述航空柱塞泵7由所述联轴器10连接；所述第一压力传感器5和第二压力传感器11分别并联于所述液压马达4的进油口A和回油口B。其中，所述驱动伺服系统还包括测控系统12；所述测控系统12采集所述恒压油源1的压力，并对电液伺服阀2处压差进行监控；所述测控系统12生成控制信号，来控制所述负载8的大小。其中，所述测控系统12基于所述转速传感器6的速度反馈信号，生成对所述电液伺服阀2的控制信号，实现驱动伺服系统转速伺服控制；所述测控系统12基于所述第一压力传感器5和第二压力传感器11采集的液压马达4的进油口A和回油口B的压力差，生成对变量机构3的控制信号，实现所述液压马达4的排量控制；所述测控系统12能够同时对电液伺服阀2的开口大小和液压马达4的排量两个变量施加控制，实现驱动伺服系统节流容积复合控制。本具体实施方式的航空泵高转速驱动伺服系统的节流容积复合控制方法，包括以下步骤：其使用上述驱动伺服系统，包括以下步骤：S1所述恒压油源1向所述液压马达4提供液压能；S2所述液压马达4驱动所述航空柱塞泵7；所述航空柱塞泵7向驱动伺服系统的负载8提供液压能；S3所述测控系统12采集所述恒压油源1的压力，并对电液伺服阀2处压差进行监控；所述测控系统12生成控制信号，来控制所述负载8的大小；S4所述测控系统12基于所述转速传感器6的速度反馈信号，生成对所述电液伺服阀2的控制信号，通过所述电液伺服阀2调节所述恒压油源1向所述液压马达4输入的液压油的流量,实现驱动伺服系统转速伺服控制；S5所述测控系统12基于所述第一压力传感器5和所述第二压力传感器11采集的所述液压马达4的进油口和回油口的压力差，生成对所述变量机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统,其特征在于，包括恒压油源(1),电液伺服阀(2),变量机构(3)，液压马达(4)和航空柱塞泵(7)；所述恒压油源(1)向所述液压马达(4)提供液压能；所述液压马达(4)驱动所述航空柱塞泵(7)；所述航空柱塞泵(7)向所述驱动伺服系统的负载(8)提供液压能；所述电液伺服阀(2)调节所述恒压油源(1)向所述液压马达(4)输入的液压油的流量；所述变量机构(3)调节所述液压马达(4)的排量。

【技术特征摘要】
1.节流容积复合控制的航空泵高转速驱动伺服系统,其特征在于，包括恒压油源(1),电液伺服阀(2),变量机构(3)，液压马达(4)和航空柱塞泵(7)；所述恒压油源(1)向所述液压马达(4)提供液压能；所述液压马达(4)驱动所述航空柱塞泵(7)；所述航空柱塞泵(7)向所述驱动伺服系统的负载(8)提供液压能；所述电液伺服阀(2)调节所述恒压油源(1)向所述液压马达(4)输入的液压油的流量；所述变量机构(3)调节所述液压马达(4)的排量。2.根据权利要求1所述的驱动伺服系统，其特征在于，所述驱动伺服系统还包括转速传感器(6)，联轴器(10)，第一压力传感器(5)和第二压力传感器(11)；所述转速传感器(6)配置于所述液压马达(4)和所述航空柱塞泵(7)之间，所述液压马达(4)、所述转速传感器(6)和所述航空柱塞泵(7)由所述联轴器(10)连接；所述第一压力传感器(5)和第二压力传感器(11)分...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦宗夏，邓洋，徐远志，尚耀星，王旭，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11