单位文秘网 2021-07-05 08:16:50 点击: 次
【摘 要】介绍了流体传动及控制技术起源与发展,阐明了流体传动及控制技术的组成,流体传动及控制技术的应用现状,并提出未来的展望。
【关键词】流体传动;液压;气压;控制
随着科学技术的不断进步,最初以水为介质的液体传动逐渐发展成一门综合性较强的流体传动及控制学科,它所涉及的领域十分广泛,在工业进程中扮演着不可替代的角色。也正是有了流体传动及控制技术,才将人类现代化进程更快的向前推进一步。
一、流体传动及控制技术的起源与发展
流体传动及控制技术最早的理论基础是“帕斯卡原理”,从此以后,经过十数位科学家和学者研究,历经300多年的经验、理论与技术的沉淀,到了20世纪,流体传动与控制技术已经走向成熟,能够将众多领域的理论与技术化为已用,形成一门理论知识雄厚,科技内涵丰富,控制技术多样化、应用领域广泛的先进科学。进入20世纪90年代后期,随着自动控制技术,计算机技术,微电子技术,可靠性技术的发展以及新材料的应用,使传统的液压技术有了新的进展,也使用权液压系统和元件的水平有很大提高[1]。目前,流体传动与控制技术已经渗透到生产力纽带的各个领域,无论是在工业上、农业上、医药卫生上,还是在航空上、国防上以及交通、服务行业上,都离不开流体传动与控制技术。现阶段,由于计算机技术的迅猛发展,人工智能技术、无线技术、GPS技术等等新技术不断应用到流体传动与控制技术中,使得流体传动与控制技术与当代前沿技术的结合已经走向成熟,能够为现代化建设提供有力的技术支持。
二、流体传动及控制技术组成及特点
流体传动及控制技术从工作介质角度由液压传动与控制技术和气压传动与控制技术两类组成。这两种工作介质形成的技术各有其独特的特点。
2.1液压传动及控制技术特点
液压传动是以水、油等液体作为工作介质,将压力能量转换成动力能量来传递动力,实现液压传动。液压传动的优点是能够实现直线运动、功率与质量之比大、动态响应快等等;液压传动与控制技术的优点使得其应用领域越来越广。然而,液压传动不够节能、不够环保的缺点同样是其更快发展的瓶颈。主要体现在液压传动与控制技术的发展需要尽快解决泄露控制,以达到不污染外界和不被外界所污染的目的。另外,需要开发创新意识,寻找新的液体介质来替代石油基液压油的使用,来降低污染,实现环保。而在节能方面,液压传动系统能量损失包括各元件中运动件的机械摩擦损失、泄漏损失、输入和输出功率不匹配的无功损失等几方面。因此节能是液压技术的重要课题之一, 随着节能和环保要求的日益高涨,有效活用能源和降低噪声已成为液压行业的重要目标。综观国内外液压技术发展历程, 无时无刻不伴随节能的需要及创新[2]。因此,随着现代化技术的进步与人类环保意识的觉醒,液压传动与控制技术需要在节能、环保上进行改革与创新。
2.2气压传动与控制技术特点
气压传动是以气体作为工作介质,通过气体压缩机,经过冷却、干燥、除尘、净化等等一系列的内部工作,将电动机的机械能转换为压力能输送给气动系统,利用净化并带有润滑雾油的气体经气缸或气马达再将压力能转变为机械动力,进行动力传递,并由控制技术进行细化控制。气压传动的优点是空气原料取之不尽,处理方便,清洁环保无污染、成本低廉,气动控制动作快,能够有效防火、防爆、防电磁干扰、防尘防辐射等等。这些优点是液压传动无法替代的。正因为如此,气压传动及控制技术在自动化生产线、食品、包装、电子产品生产等领域得到广泛应用。气压传动的缺点是空气可压缩性大,气压传动系统的速度稳定性差,给系统的速度和位置控制精度带来很大的影响,另外,气压传动系统的噪声大,尤其是排气时,需要加消音器。可见,噪声污染是不可忽略的。
三、流体传动及控制技术的应用现状
流体传动及控制技术已经很成熟,通过不断的技术创新,流体传动及控制技术已经在各个领域得到广泛应用。
3.1流体传动与控制技术与计算机技术相结合应用于制造行业
计算机技术具有精确、可控、智能化等特点,将其与流体传动及控制技术相结合,使得制造行业的产品无论是外观,还是性能上,都得到全新的升级,近乎完美,并能够进行自适应控制,对系统故障执行自动断电,实现快速定位,降低系统故障损失。
3.2人工智能技术与流体传动及控制技术相结合在工业上的应用
由于人工智能技术能够在模糊模型上产生作用,并能够进行自学,能够在运行过程中对自身进行不断的修正和完善。因此,智能控制提供了解决“黑箱”、“灰箱”或大型非线性系统的有利工具。绝大部分流体传动系统是本质非线性系统或“灰箱”系统,时变参数很多。智能控制的发展,为解决这些总是开辟了一条很好的途径[3]。
3.3神经网络控制技术在流体传动及控制中的应用
神经网络控制技术在液压系统中的应用主要有:采用CMAC再励学习控制策略进行电液位置伺服系统的快速跟踪控制,结果显示系统具有良好的处理非线性能力和抑制干扰能力;采用B样条算法对位置伺服系统的液压管道脉动进行控制,结果显示了较好的鲁棒性;采用模糊神经网络对电液位置伺服系统进行控制,结果显示出了较强的鲁棒性和良好的跟踪特性;对电液飞行模拟器采用BP网络控制策略抗负载干扰,取得了较好的控制效果。此外,神经网络还大量用于离线控制,如液压系统或元件的故障诊断等[4]。
四、流体传动及控制技术的新方向
首先,要寻找新的能源材料。流体传动及控制技术虽有众多优点,但其缺点是不可忽略的。因此,需要寻找新的流体能源材料,以解决目前油质介质对环境的污染和能源损耗。其次,要降低噪声污染。无论是液压传动还是气压传动,都会产生噪声污染。这就要求在技术创新中要致力于发送相关的控制技术,提高设计能力,分析噪声来源,发挥主观能动性,在噪声来源上进行技术改革,以达到降噪的目的。另外还要在节能环保、高度集成化、微小化、减少泄露、介质清洁、工作效率、传动、控制以及故障自检系统[5]等方面进行技术创新,以适应未来生产力发展的需要。
五、总结语
如今流体传动及控制技术已经成为促进社会经济发展、技术进步的一门重要学科,需要有更多的人才进行技术创新,克服流体传动及控制技术的缺点,为现代化建设推波助澜。
参考文献
[1]王益群,张伟.流体传动及控制技术的评述[J].机械工程学报,2003.39(10).
[2]黄兴.压传动技术发展动态[J].装备制造技术,2006(01).
[3]张立军,相恒富.人工智能在流体传动中的应用[J].机床与液压,2009(02).
[4]刘国华,花蓉.现代液压控制技术应用及发展[J].淮南职业技术学院学报,2006(01).
[5]陈小梅.我国液压技术的发展动态[J].机电技术,2011(03).
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