推移千斤頂控制回路的simulink仿真模型的建立

譚愛(ài)兵

（晉城煤炭規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山西 晉城 048000）

1 推溜移架的工作原理

見(jiàn)圖1。

圖1 推溜移架工作原理

這種推移裝置推移千斤頂不是直接安裝在液壓支架的底座和刮板機(jī)槽幫之間，其兩端分別同支架底座和推移框架相連。當(dāng)推移千斤頂?shù)挠袟U腔進(jìn)液，無(wú)桿腔回液時(shí)，活塞桿縮回帶動(dòng)推移框架向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)推溜（以支架為支點(diǎn)）；當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)液，有桿腔回液時(shí)，缸體伸出，帶動(dòng)支架底座向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移架(以刮板輸送機(jī)為支點(diǎn))。為防止相鄰支架移架時(shí)輸送機(jī)被拉回，在推移千斤頂?shù)挠袟U腔油路上加設(shè)了由液控單向閥和安全閥組成的控制閥，其中安全閥的調(diào)定壓力略低于推移千斤頂?shù)淖畲蠊ぷ鲏毫Α?/p>

2 推移千斤頂控制回路的功率鍵合圖與狀態(tài)方程

推移千斤頂在推溜、移架過(guò)程中，安全閥不參與工作，故建立功率鍵合圖時(shí)不考慮。液控單向閥在一定開(kāi)口量下較為穩(wěn)定的工作，按液阻Ryd處理。三位四通換向閥對(duì)動(dòng)態(tài)特性起主要作用。它的閥芯與閥套的相對(duì)位置形成了4個(gè)控制口，各個(gè)控制口的液阻分別用R1~R4表示。推溜、移架過(guò)程中不僅具有不同的慣性元，而且具有不同的負(fù)載阻力。推移千斤頂一般都是近水平放置，由自重產(chǎn)生的阻力很小，可以忽略不計(jì)。由以上分析，繪制了功率鍵合圖，見(jiàn)圖2。

圖2 推移控制回路的功率鍵合圖

圖中pi1、pi1：第i段主進(jìn)液管路對(duì)應(yīng)支路進(jìn)入換向閥乳化液的壓力和流量；R1、R2、R3、R4：換向閥四通道的液阻；Pyd：液控單向閥的液阻；pi2、pi2：對(duì)應(yīng)第i段回液管的換向閥流出的乳化液的壓力和流量；A1、A2、C1、C2、V1、V2：分別為推移千斤頂活塞腔和活塞桿腔的面積，液容和液體體積；Rft、Rfy：推溜、移架時(shí)推移千斤頂?shù)酿ば宰枘幔籉t、Fy：推溜力與移架力；Imt、Imy：推溜的慣性元和移架慣性元；Pmt、Pmy：推溜的動(dòng)量和移架的動(dòng)量；y為移架標(biāo)志，t為推溜標(biāo)志。

由以上功率鍵合圖導(dǎo)出的狀態(tài)方程如下：

移架狀態(tài)方程：

推溜狀態(tài)方程：

3 推移千斤頂控制回路的仿真模型

在數(shù)字仿真研究的過(guò)程中，當(dāng)所研究對(duì)象的數(shù)學(xué)模型被確定之后，就要運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行求解計(jì)算，以獲取系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。本部分運(yùn)用目前廣泛使用的工程科學(xué)計(jì)算軟件Matlab中的Simulink工具箱對(duì)其建立仿真模型。建好的模型見(jiàn)圖3。

圖3 移架階段的仿真模型

4 結(jié)束語(yǔ)

影響推移千斤頂控制回路動(dòng)態(tài)特性的因素有好多，但要找到其主要的影響因素，必須找到合適的方法，建立合適的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。由于液壓技術(shù)中的非線性過(guò)程多，液壓流體力學(xué)的公式很多是經(jīng)驗(yàn)公式，形式復(fù)雜，使得人們?cè)诜抡鏁r(shí)必須慎重選擇仿真軟件和程序語(yǔ)言。文章所用的simulink仿真軟件正好是目前最為實(shí)用和最為方便的軟件。采用simulink的動(dòng)態(tài)仿真功能就能將前面建立的動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為易于計(jì)算機(jī)求解的仿真模型，為以后能夠精確地進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性的仿真，找到影響動(dòng)態(tài)特性的因素奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn):

圖4 推溜階段的仿真模型

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