【正文】 energy efficiency electrohydraulic pumpcontrolled system driven by a variable rotational speed AC servo motor for achieving high response and high efficiency velocity control in HIMMs. A constant displacement axial piston pump bined with the AC servo motor is developed in this research as the high response electrohydraulic pumpcontrolled system for the HIMMs. For that, the control strategy, signeddistance fuzzy sliding mode control (SDFSMC) is developed to simplify the fuzzy rule base through the sliding surface for practical applications. The developed high response variable rotational speed electrohydraulic pumpcontrolled system controlled by SDFSMC is implemented and verified experimentally for velocity control with various velocity targets and external loading conditions. Furthermore, the energy efficiencies of different experiments are analyzed and pared precisely by the power quality recorder used to measure the electrical power consumed by the AC servo motor. Keywords Hydraulic injection molding machine. Electrohydraulic pumpcontrolled system AC servo motor. Hydraulic axial piston pump. Velocity efficiency. Signeddistance fuzzy sliding mode control 1 Introduction Hydraulic systems have the advantages of high power–weight ratio and high robustness such that they have been applied widely in plastic injection molding machines. However, the present hydraulic systems in hydraulic injection molding machines (HIMMs) are 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 23 requested for both high response and high energy efficiency in petition with the full electrical motor driving systems. High response and high efficiency velocity control of a HIMM is requested especially for the products of hightech industries, such as CD and DVD disks, plastic optical lens, light guide plates, etc. In view of the hydraulic circuits, two different hydraulic systems are classified, such as the hydraulic valvecontrolled system and the hydraulic pumpcontrolled system [1]. The conventional hydraulic valvecontrolled systems, whose actuators are adjusted by hydraulic servo valves, have high response but low energy efficiency. Some researches have focused on the improvement of energy efficiency of the hydraulic valvecontrolled systems [2–7]. Chiang et al. [5–7] have investigated the integration control of energysaving control and servo control to achieve high response and high energyefficiency in the hydraulic valvecontrolled cylinder systems, especially applied for plastic injection molding machines. Energysaving control includes loadsensing control, constant supply pressure control and constant supply power control。 ，液壓泵控液壓系統(tǒng)可以進(jìn)行良好的反應(yīng)和保持 高效 性外部載荷步。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上升時(shí)間的各種速度控制的反應(yīng)可以保持在 以下，且穩(wěn)定時(shí)間也可控制在 內(nèi)的各種條件。 結(jié)論 高能源效率，而集成控制概念的閥控液壓系統(tǒng)開(kāi)發(fā) [57]是復(fù)雜和具有較低的能源效率。 速度控制步驟外部負(fù)載 進(jìn)一步驗(yàn)證的 高效 性，實(shí)驗(yàn)的速度控制步驟外部負(fù)載力 10 千牛對(duì)伺服缸缸的干擾干擾系統(tǒng)在此期間從三分之一，三分之二的實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間的實(shí)施。圖 11 顯示的上升時(shí)間低于 秒的速度輸出，和沉淀時(shí)間 ，除了可以控制在 秒三的外部載荷。反之，低轉(zhuǎn)速較低的能源效率，如 46%的速度 20 毫米 /秒，因?yàn)樾实慕涣魉欧姍C(jī)和液壓泵的不同非線性與旋轉(zhuǎn)速度，尤其是低效率表現(xiàn)在較低的轉(zhuǎn)速范圍。此外，能源效率的速度控制實(shí)驗(yàn) 50 和 20 毫米 /秒，也執(zhí)行在圖 10。圖 8 表明，變化的氣缸的輸出力的速度控制在 90 毫米 /秒的速度。整體電源引腳提供給電液泵控制 系統(tǒng)是直接測(cè)量的電力品質(zhì)記錄器。圖 6 顯示轉(zhuǎn)速變化的交流伺服電機(jī)的速度控制過(guò)程是成正比的控制輸入的速度控制器。油的溫度可以保持在 30℃到 40℃而 不需要一個(gè)油冷卻器?？刂菩盘?hào)的交流伺服馬達(dá)是從個(gè)人電腦控制器。整體系統(tǒng)框圖浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 19 如圖 5 所示。因此，而不是 7 7 模糊規(guī)則控制誤差和誤差率在常規(guī)模糊控制的 sdfsmc，可以減少模糊規(guī)則為七個(gè)規(guī)則通過(guò)簽署距離，如表 2 所示。ZR。PB}，分別為。NS。讓一個(gè)交匯點(diǎn)的開(kāi)關(guān)線和線的垂直線的開(kāi)關(guān)從一個(gè)點(diǎn)，確定 設(shè)定距離一般為一點(diǎn)：因?yàn)檑E象的控制輸入單向是 σ 0 和它的絕對(duì)星等是成正比的距離德尚的開(kāi)關(guān)線σ = 0，可以得出結(jié)論認(rèn)為，控制輸入服務(wù)臺(tái)的距離成正比德尚因此，模糊規(guī)則表可以建立在一維空間序列代替二維空間的平面，控制輸入可通過(guò)秘書(shū)代替誤差與誤差速度圖 4 說(shuō)明了控制系統(tǒng)框圖的 SDFSMC。假設(shè)模糊滑動(dòng)面被描述為 在α是正的常數(shù)。此外，該系統(tǒng)包括一個(gè)擾動(dòng)，擾動(dòng)缸，雙閥，和一個(gè)齒輪泵，用在這里產(chǎn)生的外部干擾，減少模糊規(guī)則數(shù)目的模糊控制器，模糊滑?？刂疲ㄔO(shè)計(jì)），結(jié)合模糊控制理論和滑?？刂频拈_(kāi)發(fā) [17]。在控制器。速度信號(hào)產(chǎn)生的數(shù)字位置信號(hào)，測(cè)量的線性編碼器反饋的 PC 部隊(duì)的不同加載條件實(shí)驗(yàn)設(shè)置壓力的減壓閥 DRV1 和 DRV2。此外，試驗(yàn)臺(tái)與同規(guī)格的他是建立在研究的新的高響應(yīng)、高節(jié)能電液泵控系統(tǒng) HMM 驗(yàn)臺(tái)在這方面的工作可以分為三個(gè)子系統(tǒng)，包括伺服液壓缸的液壓系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，和基于 PC 的控制系統(tǒng)，如圖 2所示。該 SDFSMC 的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)的模糊控制和滑?？刂频龋梢院?jiǎn)化模糊規(guī)則庫(kù)，通過(guò)滑動(dòng)表面，適合實(shí)際應(yīng)用。本文旨在探討伺服性能高響應(yīng)電液泵控系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變轉(zhuǎn)速 HIMMs。 Helbig [16]實(shí)現(xiàn)高效率和高響應(yīng)速度和壓力控制注塑機(jī)采用交流伺服電機(jī)和恒位移內(nèi)部齒輪泵。 Kazmeier 不同 [12]采用模糊控制研究變轉(zhuǎn)速泵控系統(tǒng)定位控制的小功率最大 330瓦特和小行程 。浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 17 然而，傳統(tǒng)的泵控系統(tǒng)，其位移改變變量泵或恒排量泵通過(guò)可變轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī) [57，9]，有較低的反應(yīng)。能源效率的閥控液壓系統(tǒng)可以提高節(jié)能控制系統(tǒng)；然而，它仍然是較低的泵控液壓伺服系統(tǒng)由于孔作用的伺服閥 [57]。一些研究的重點(diǎn)放在提高能源效率的閥控液壓系統(tǒng) [27]。然而，本液壓系統(tǒng)在液壓注射成型機(jī)（ HIMMs）要求高響應(yīng)、高能源效率的競(jìng)爭(zhēng)與完整的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。為此，控制策略，符號(hào)距離函數(shù)模糊滑模控制（ SDFSMC）是為了簡(jiǎn)化模糊規(guī)則庫(kù)通過(guò)滑動(dòng)表面的實(shí)際應(yīng)用。 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 13 參考文獻(xiàn) [1]丁海港，趙繼云，趙亮． A4VSO 電液比例變量泵的電液控制系統(tǒng)研究 [J]．機(jī)床與液壓， 20xx， 39（ 4）： 7072． [2]彭國(guó)鵬，丁玉海，周建華． 基于 PQ 控制的電液比例變量泵特性仿真及熱分析[J]．機(jī)床與液壓， 20xx， 38（ 15）： 8185． [3]丁英麗 ． 電液比例變量泵的測(cè)試 [J]． 本溪冶金高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào) ， 20xx， 5（ 3）：2122． [4]資新運(yùn) ， 郭鋒 ， 王琛 ， 鄧成林 ． 電液比例變量泵控定量馬達(dá)調(diào)速特性研究 [J]． 工程機(jī)械 ， 20xx， 38（ 7）： 4548． [5]徐磊 ， 陶建峰 ， 劉成 良 ． 電液比例變量泵控制方法研究 [J]． 中國(guó)測(cè)試 ， 20xx，36（ 4）： 14． [6]沙道航 ， 李新忠 ． 鋼坯修磨砂輪轉(zhuǎn)速電液比例變量泵馬達(dá)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究 [J]． 液壓氣動(dòng)與密封 ， 1997， 4 2123． [7]陸倩倩 ， 魏建華 ，賴振宇． 基于虛擬儀器的電液比例變量泵自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng) [J]． 傳感技術(shù)學(xué)報(bào) ， 20xx， 22（ 4） 460470． [8]高翔宇 ， 蘇東海 ． 比例變量泵控馬達(dá)系統(tǒng)的建模與仿真 [J]． 機(jī)械工程與自動(dòng)化 ，20xx， 5： 4446． [9]劉榛 ． 電液比例負(fù)載敏感徑向柱塞變量泵控制的研究 ［ D］．蘭州：蘭州 理工大學(xué)， 20xx． [10]趙亮 ． 液壓提升機(jī)電液比例伺服系統(tǒng)研究 ［ D］．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)， 20xx． [11]秦彥凱 ． 電液比例變排量軸向柱塞泵控制特性研究 ［ D］．太原：太原理工大學(xué)，20xx． [12]張朋 ， 賈躍虎 ， 安高成 ． 電子控制變量泵的仿真分析 [J]．液壓氣動(dòng)與密封， 20xx，（ 4）： 2327． [13] Frost Sullivan． Research and Markets： Analysis of the North American Positive Displacement Pumps Market[J]． Energy amp。由于伺服比例閥在使用時(shí)對(duì)油液清潔度的要求只需 NAS 7— 9 級(jí)，而價(jià)格又遠(yuǎn)低于相同參數(shù)的伺服閥，使其進(jìn)入市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力很強(qiáng)。另一項(xiàng)重大進(jìn)展是，比例技術(shù)開(kāi)始和插裝閥相結(jié)合，形成了 80 年代電液比例插裝技術(shù)。 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，比例技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了第三階段。這一階段的比例閥，僅是將比例型的電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器 (如比例電磁鐵 )用于工業(yè)液壓閥，以代替開(kāi)關(guān)電磁鐵或調(diào)節(jié)手 柄，閥的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則幾乎沒(méi)有變化，大多不含受控反饋閉環(huán)，其工作頻寬僅在 1— 5 Hz 之間，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)在 4％一 7％之間，多用于開(kāi)環(huán)控制。在這個(gè)時(shí)期研制生產(chǎn)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)：國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的品種繁多，不僅豐富了國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的市場(chǎng)，同時(shí)也提高了自主產(chǎn)品技術(shù)的水平。在這方面國(guó)內(nèi)的很多優(yōu)秀企業(yè)始終是堅(jiān)持兩條腿走路。這段時(shí)期是我國(guó)主要幾家試驗(yàn)機(jī)廠尋求與國(guó)外合作的時(shí)期。 自主發(fā)展階段：二十世紀(jì) 70 年代末期到二十世紀(jì) 90 年代初期，國(guó)內(nèi)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)都是以自主開(kāi)發(fā)為主。利用這些元件，首先是構(gòu)成一些開(kāi)環(huán)控制的電液比例控制系統(tǒng)，其次采用相應(yīng)的檢測(cè)元件構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng) 。