今天我們以水壓機(jī)液壓控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵元件和系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、進(jìn)水閥結(jié)構(gòu)優(yōu)化的特性、電液伺服系統(tǒng)自抗擾控制及系統(tǒng)控制特性影響因素，為水壓機(jī)整體性能的提高提供理論與實(shí)踐指導(dǎo)。

南方水泵廠家分析其創(chuàng)新點(diǎn)為：

       (1)高線性度流量特性的進(jìn)水閥新結(jié)構(gòu)，揭示了進(jìn)水閥閥杯孔口排布形式對(duì)主閥通流面積的影響，得出了重合度為0.45時(shí)閥杯結(jié)構(gòu)可以在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上改善流量的特性。

       (2)水壓機(jī)電液伺服控制系統(tǒng)高性能控制策略。設(shè)計(jì)了五階自抗擾控制器。自抗擾控制器的引入，改善了水壓機(jī)的控制性能和魯棒性，不僅提高了鍛造頻次和控制精度，還補(bǔ)償了典型負(fù)載作用而引起的主分配器閥芯的受力變化。

       (3)建立60MN水壓機(jī)油控水系統(tǒng)的參數(shù)化數(shù)學(xué)模型，模型中考慮了進(jìn)排水閥、蓄勢(shì)站、水泵、充液閥、主分配器、電液伺服系統(tǒng)和水傳動(dòng)系統(tǒng)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性，雖不同噸位的水壓機(jī)涉及的工作參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)有所區(qū)別，但本文的主要元件、電液伺服系統(tǒng)和水傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模方法可為其它噸位的水壓機(jī)設(shè)計(jì)、分析、控制及優(yōu)化提供理論參考。

此外，南方水泵還做了以下工作：

       (1)研究了閥口液體壓力、流速特性，得出了先導(dǎo)級(jí)卸壓口會(huì)影響進(jìn)水閥主閥壓力和流量特性，當(dāng)閥芯位移大于30.8mm時(shí)先導(dǎo)腔液體壓力升高，主閥芯所受液壓力減小，先導(dǎo)級(jí)卸壓口流量減?。唤Y(jié)合試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了優(yōu)化后結(jié)構(gòu)會(huì)提高流量-位移曲線線性度。

       (2)基于串聯(lián)型擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器和串聯(lián)跟蹤微分器的思路，給出了自抗擾控制器相應(yīng)的控制算法和參數(shù)整定原則。仿真表明，隨著水壓機(jī)快鍛次數(shù)的增加，自抗擾控制器有效抑制了負(fù)載突變引起的電液伺服系統(tǒng)位置擾動(dòng)。

       (3)分析了水壓機(jī)空載大行程、重載小行程和高頻小行程三種典型工況下的控制特性，研究表明，水壓機(jī)快速性取決于液壓伺服系統(tǒng)的快速性和水系統(tǒng)的快速性，其中水系統(tǒng)的快速性受制于管道、手柄死區(qū)角度以及活動(dòng)橫梁質(zhì)量。

       (4)南方水泵廠分析了水壓機(jī)在空載、階躍、正弦和斜坡擾動(dòng)力下的自抗擾控制和PI控制的效果，研究結(jié)果表明：相對(duì)于PI控制而言，自抗擾控制可使主分配器動(dòng)作更加快速靈敏，從而有效改善活動(dòng)橫梁空程及回程階段的控制效果。自抗擾控制器可以提高液壓伺服系統(tǒng)的控制性能和抗干擾能力，改善水壓機(jī)整體的響應(yīng)速度并補(bǔ)償?shù)皖l擾動(dòng)下的位置控制精度，從而提高鍛件的精度，該控制方法在水壓機(jī)油控水系統(tǒng)中有一定的應(yīng)用價(jià)值。

       (5)優(yōu)化了60MN水壓機(jī)油控水傳動(dòng)及控制系統(tǒng)，完成了整機(jī)調(diào)試，并搭建了數(shù)據(jù)采集及測(cè)控平臺(tái)，對(duì)不同工況及載荷下數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并利用小波分析法進(jìn)行了數(shù)據(jù)去噪，為本文理論研究結(jié)果提供了實(shí)驗(yàn)佐證。

東莞南方水泵總結(jié)今后主要研究的工作有：

       (1)本文所得到的主分配器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化成果主要是為改善其流量輸出的線性度，而在60MN水壓機(jī)實(shí)際加壓工進(jìn)與卸壓回程轉(zhuǎn)換點(diǎn)，其主分配器和活動(dòng)橫梁的連接管路會(huì)由于水的卸壓沖擊而產(chǎn)生小幅振動(dòng)，有待在后續(xù)的研究工作中從減少壓力沖擊、減小振動(dòng)的方面進(jìn)行主分配器的進(jìn)一步優(yōu)化。

       (2)本文所得到的的分析結(jié)果是基于60MN水壓機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)，如何將分析結(jié)果推廣并成功應(yīng)用到其他噸位水壓機(jī)升級(jí)改造將是有待進(jìn)一步完成的工作。