提高液壓伺服控制方案同協(xié)同工作問題【一】、提高液壓提升設(shè)備速度特性的伺服控制方案
防爆液壓提升的主要功能在很大程度上依賴于液壓伺服變量液壓泵一定量液壓馬達回路及其控制系統(tǒng)構(gòu)成的驅(qū)動系統(tǒng)、大慣量滾筒一負載系統(tǒng)、電液定位與制動系統(tǒng)等多方協(xié)調(diào)平衡工作，而其速度特性，尤其是動態(tài)速度控制精度則主要取決于液壓驅(qū)動及其變量控制系統(tǒng)的特性。在液壓防爆提升設(shè)備的發(fā)展中，除降低噪聲、提高液壓系統(tǒng)工作效率和可靠性等問題仍需繼續(xù)研究并加以解決外，如何提高液壓提升設(shè)備的動態(tài)控制精度以提高其可靠性、層位控制精度和乘坐舒適性等綜合性能，則是其所面臨的新問題，而實現(xiàn)液壓提升設(shè)備的計算機控制則是較基本的手段。
優(yōu)選液壓伺服系統(tǒng)的控制方案是實現(xiàn)液壓提升設(shè)備計算機控制的關(guān)鍵，優(yōu)選后的控制方案要求能保證系統(tǒng)的大功率(≥1000kW、大負載、大慣量特性，增大系統(tǒng)的速度剛性，縮短負載擾動下系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程和保持系統(tǒng)高工作效率等；針對優(yōu)選后的方案，選擇一種合適的控制算法并進行控制器的設(shè)計則是下一步的工作。
液壓頂升設(shè)備的液壓驅(qū)動系統(tǒng)是典型的具有大慣性負載、非線性、時變性的高階系統(tǒng)，其動態(tài)性能隨著負載的變化而變化很大，對這類系統(tǒng)開環(huán)控制想要達到較高的性能十分困難，因為系統(tǒng)無法預(yù)知由于各種干擾信號的存在而對輸出的影響，也就是很難對它們進行補償，只有采用閉環(huán)控制，同時采用多種控制策略來增強系統(tǒng)剛度，使系統(tǒng)控制精度達到較高要求，這樣才能達到比較滿意的液壓提升性能。針對液壓提升設(shè)備存在的問題，可同時采用模擬控制與數(shù)字控制方法來校正和控制、除了采用比較典型的PID控制、自適應(yīng)控制、變結(jié)構(gòu)控制等策略，近年來一些控制策略如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能控制策略也已得到迅速發(fā)展與應(yīng)用。
【二】、液壓提升機的協(xié)同工作問題
目前廣泛使用的液壓提升機有相當數(shù)量用作提升或下放人員，而這些提升機運行速度曲線的設(shè)計主要考慮的是提升機的運行工作效率與規(guī)程，忽視了或根本沒有考慮乘坐人員的乘坐舒適性，這給乘坐人員帶來生理、心理的不良反應(yīng)。
提升機運行速度曲線的設(shè)計，是考慮提升機運行工作效夔、等諸多因素，液壓頂升設(shè)備在實際設(shè)計中已得到了較好的應(yīng)用。從角度出發(fā)，《煤礦規(guī)程》中規(guī)定，立井升降人員時提升機的加速度不得大于0.75m/s2，減速度可與加速度值一樣，但與滑行減速或制動減速等減速方式有關(guān)。
液壓提升機的乘坐舒適性取決于其運行速度曲線，運行工作效率、等因素，是液壓提升機運行速度曲線的主要設(shè)計依據(jù)。人們對提升機的運動尤其是垂直升降運動特別敏感。垂直運動的某些運動參數(shù)超出一定范圍，便會有明顯的不舒適感。
提升機的乘坐不舒適感主要發(fā)生在其啟動加速和制動減速階段，運動效率要求液壓提升機有較高的加速度和速度(限制在《煤礦規(guī)程》范圍內(nèi))，而乘坐舒適性對速度、加速度的較大值尤其是加速度的變化過程有嚴格限制。為了考察提升機的舒適性及運動效率，通常用提升機的速度曲線、加速度曲線及加速度變化率曲線來表示，采用加、減速度曲線同為正弦函數(shù)的加速度曲線，其加、減速度對時間的變化率則為余弦函數(shù)，經(jīng)過加、減速度階段后，進入穩(wěn)定升降速度階段或停止狀態(tài)。這種曲線是目前電梯設(shè)計中應(yīng)用較多的一類，它能滿足舒適感及運行效率的綜合要求。
液壓提升機可靠有序工作的關(guān)鍵是其液壓驅(qū)動系統(tǒng)與液壓制動系統(tǒng)的協(xié)同工作。在液壓提升機的啟動瞬間，司機操作減壓式比例閥向液壓驅(qū)動系統(tǒng)與液壓制動系統(tǒng)同時發(fā)出控制信號，驅(qū)動系統(tǒng)的液壓馬達啟動輸出轉(zhuǎn)速、扭矩，同時液壓制動系統(tǒng)松閘，兩者協(xié)同配合實現(xiàn)負載的升降。若液壓制動系統(tǒng)在液壓驅(qū)動系統(tǒng)馬達輸出扭矩小于負載扭矩之前松閘，必將產(chǎn)生負載瞬時下滑，一旦失去控制，必將產(chǎn)生嚴重后果。
提升機液壓驅(qū)動系統(tǒng)是一個變量泵控制定量馬達的恒扭矩系統(tǒng)。液壓提升機啟動時，來自操作系統(tǒng)的控制信號使伺服閥閥芯產(chǎn)生位移，控制液壓油使變量比例油缸活塞產(chǎn)生運動推動變量泵斜盤傾角發(fā)生變化，改變液壓泵排量，從而使液壓馬達的輸出速度和方向變化。同時液壓馬達的瞬時輸出扭矩也從零動態(tài)地過渡到恒定值。
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