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    控制系统数学建模: 升降系统使用的是电液比例多路阀，控制单出杆活塞缸运动．通过实时调节比例阀的开口度控制同步．针对该系统的特点，建立阀控缸的基本方程如下：比例阀负载流量方程：ＱＬ＝Ｋｑｘｖ－ＫｃｐＬ中：ＱＬ为负载流量；Ｋｑ为阀的流量增益系数；ｘｖ为阀芯的位移；Ｋｃ为阀的流量压力系数．液压缸的流量连续性方程：ＱＬ＝Ｖｔ４βｃｐ·Ｌ＋Ａｃｙ·＋Ｃｅｐ２ｐＬ  Ｖｔ为总压缩容积；βｃ为有效体积弹性模量；Ａｃ为有效缸面积；ｙ为活塞位移；Ｃｅｐ为外泄漏系数．液压缸与负载的力平衡方程：∑Ｆ＝ＡｃｐＬ＝ｍｇ＋Ｇ＋ΔＧ＋ｍ＋Ｇ（）ｇｙ··＋Ｂｐｙ·  Ｆ为油缸的推力；Ｇ为负载；ΔＧ为外加干扰力以及结构变形产生的变力；Ｂｐ为液压缸的黏性阻尼系数，ｇ为重力加速度．跟负载Ｇ相比，活塞杆的质量ｍ可以忽略不计，则上式简化：∑Ｆ＝ＡｃｐＬ＝Ｇ＋ΔＧ＋Ｇｇｙ··＋Ｂｐｙ，忽略黏性摩擦力及弹性力，并把油液体积弹性模量看作无穷大，经过简化可得阀控缸传递函数如下：ｙ＝ＫｑＡｃｘｖ－ＫｃｅＡ２ｃ（Ｇ＋ΔＧ）ＧｋｃｅｇＡ２ｃｓ２＋ｓ  Ｋｃｅ为总流量压力系数，Ｋｃｅ＝Ｋｃ＋Ｃｉｐ２，Ｃｉｐ为液压缸内泄漏系数．电液比例多路阀可以简化建模为一个二阶震荡环节，Ｇｓｖ为简化模型的传递函数；ｋｓｖ为比例系数；ｓ为复变量；ωｓｖ为振荡频率；εｓｖ为阻尼比．结合控制传递方块图，由以上各个环节的传递函数，可以得到电液位置控制系统方块图．利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行仿真建模， Ｋ为放大系数．


    


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       控制策略:  ＰＩＤ控制建立控制系统的数学模型后，即可对系统进行仿真分析．输入阶跃信号，观察动态响应性能．本系统为程序控制系统．输入信号设置为期望的缸位移曲线，期望输出能够跟随输入信号，有良好的动静态特性，并且达到设定的同步精度．ＰＩＤ控制是较早发展起来的控制策略之一．由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于过程控制和运动控制中，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统．应用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建立的仿真模型．采用试凑法整定ＰＩＤ参数，选定Ｋｐ＝１；Ｋｉ＝０．８；Ｋｄ＝０．２．Ｋｐ为比例环节放大系数；Ｋｉ积分环节放大系数；Ｋｄ微分环节放大系数． 不加控制器与加ＰＩＤ控制的响应曲线，实线为输入，虚线为加入ＰＩＤ控制后的响应曲线，点划线为不加控制的响应．加上ＰＩＤ控制后，响应速度及控制精度都明显提高． 采用物理模型的图形化建模方式，软件中提供了丰富的应用元件库，用户可以采用基本元素法按照实际物理系统来构建自定义模块或仿真模型．本系统利用ＡＭＥｓｉｍ进行建模仿真，主要需要建立负载敏感变量泵、负载敏感多路阀、执行缸的液压模型．利用ＰＩＤ控制形成闭环控制，进行仿真．具体模型及仿真结果．其中Ｔ为回油口，Ｐ为压力油口，ＬＳ为压载压力，Ａ，Ｂ为执行器压力，Ｉ为输入信号． 利用ＰＩＤ进行主从控制，可以达到很好的控制效果．跟随缸的位移能够紧跟主动缸的位移情况，满足控制需求．


     搭建实验平台并测试安装升降装置，包括位置传感器、萨奥ＭＣ００２４控制器、控制面板等，在场内进行试验，记录各个缸的实际位移输出曲线，实际曲线与理论分析基本吻合，验证了控制理论的正确性． 目前国内工程机械能量利用率普遍较低，而液压系统控制节能技术方法很多，有各自的优缺点和自适应性，必须根据具体的情况灵活应用．利用ＡＭＥＳｉｍ对吊篮车的液压系统仿真分析，传统的ＰＩＤ控制可解决吊篮车节能控制在工程上的应用问题．


 


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