液壓頂升裝置的興起及提高液壓伺服控制方案

　　<一>、液壓同步提升技術(shù)的形成

　　同濟(jì)大學(xué)從80年代中期開始進(jìn)行計(jì)算機(jī)電液控制技術(shù)的工程應(yīng)用研究，較早用在液壓電梯的控制中。采用MCS-48系列單片計(jì)算機(jī)、DYBQ一G25型電液比例調(diào)速閥，進(jìn)行電梯的信號(hào)邏輯控制和調(diào)速控制。圍繞電梯加、減速段舒適性問題和門區(qū)平層問題，進(jìn)行了電液比例控制系統(tǒng)調(diào)速特性的研究，并針對(duì)電梯控制接觸器的電磁干擾，解決了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾問題，都取得了良好效果?？梢哉f，這是液壓同步提升技術(shù)的雛形(單點(diǎn)液壓頂升)。對(duì)這些基本問題的研究和解決，為以后同步液壓頂升技術(shù)的形成奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　液壓同步提升技術(shù)是在1990年被正式應(yīng)用于上海石洞口二電廠2*60MW發(fā)電機(jī)組鋼內(nèi)筒煙囪頂升工程中。鋼內(nèi)筒煙囪高240m，直徑6.5m，總重600t，采用倒裝法逐段向上頂升施工。三個(gè)液壓爬升器在三根剛性立柱中間，依靠油缸的同步伸縮和上下插銷的協(xié)調(diào)插拔向上爬升，將綱煙囪同步托起。在此工程中，進(jìn)行了爬升器負(fù)載平穩(wěn)轉(zhuǎn)換研究；采用MCS一51系列單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字PID同步調(diào)節(jié)，解決了三點(diǎn)支承的同步控制問題，使頂升過程的同步精度達(dá)到±1mm，滿足工程要求。這是該項(xiàng)技術(shù)在重大工程應(yīng)用方面邁出的關(guān)鍵一步。

　　<二>、提高液壓提升設(shè)備速度特性的伺服控制方案

　　液壓提升裝置的主要功能在很大程度上依賴于液壓伺服變量液壓泵量液壓馬達(dá)回路及其控制系統(tǒng)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、大慣量滾筒一負(fù)載系統(tǒng)、電液定位與制動(dòng)系統(tǒng)等多方協(xié)調(diào)平衡工作，而其速度特性，尤其是動(dòng)態(tài)速度控制精度則主要取決于液壓驅(qū)動(dòng)及其變量控制系統(tǒng)的特性。在液壓提升設(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(dòng)態(tài)控制精度以提高其性、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(shí)現(xiàn)液壓提升設(shè)備的計(jì)算機(jī)控制則是較基本的手段。

　　液壓伺服系統(tǒng)的控制方案是實(shí)現(xiàn)液壓提升設(shè)備計(jì)算機(jī)控制的關(guān)鍵，后的控制方案要求能系統(tǒng)的大功率(≥1000kW、大負(fù)載、大慣量特性，增大系統(tǒng)的速度剛性，縮短負(fù)載擾動(dòng)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(duì)后的方案，選擇一種合適的控制算法并進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)則是下一步的工作。

　　液壓頂升設(shè)備的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是典型的具有大慣性負(fù)載、非線性、時(shí)變性的高階系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)性能隨著負(fù)載的變化而變化很大，對(duì)這類系統(tǒng)開環(huán)控制想要達(dá)到較高的性能困難，因?yàn)橄到y(tǒng)無法預(yù)知由于各種干擾信號(hào)的存在而對(duì)輸出的影響，也就是很難對(duì)它們進(jìn)行補(bǔ)償，只有采用閉環(huán)控制，同時(shí)采用多種控制策略來增強(qiáng)系統(tǒng)剛度，使系統(tǒng)控制精度達(dá)到較，這樣才能達(dá)到比較滿意的液壓提升性能。針對(duì)液壓提升設(shè)備存在的問題，可同時(shí)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發(fā)展與應(yīng)用。