关于电液控制转向系统技术的简述

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摘要：动力工程领域专业是以研究能量转换、传输和传动技术，利用相关专业知识提高能量传递效率和减少能量的消耗。主要以流体力学、气动热力学、液压传动、自动控制理论、工程热力学等相关学科相互结合，掌握流体机械设计、制造、试验、应用等基本能力。然而，作为甘肃唯一一所工科院校---兰州理工大学能源与动力工程学院动力工程专业有其独特的专业培养方案，其研究能容主要包括液压传动、气压传动、液压转向以及液压控制系统。随着高等流体力学、计算流体力学、计算机控制技术等学科不断的发展，并且不断的对电液控制技术领域的深入研究，在数字转向系统方面取得了不错的研究成果，也使独具工大特色的动力工程专业得了分析发展，研究方向也在不断深入拓展。

关键词：动力工程  液压系统 电液控制技术  数字转向

一 研究方向

本人所学专业是动力工程领域，主要研究方向是电液控制转向系统。基于数字式电液转向系统，是由数字开关阀为先导控制元件，通过控制器件、数字驱动元件、液压传动元件来控制执行转向机构，对于转轮或者轮胎，分别由电液比例阀控制转向传动液压缸，来驱动转向轴带动转轮或者轮胎转向，同时由位置传感器或者角度传感器反馈转向的位置和转角，从而达到精确定位的效果。电液比例伺服阀的电流信号主要依据是方向盘或者手柄输入的转动角度和位移。位置和角度传感器则是反馈执行转向机构是否发到预定位置。

二 电液控制技术研究现状以及前景

电液控制转向系统是随着计算机技术、微机控制技术和电子控制技术的发展，从而应用到液压传动系统中发展起来的一门新型研究领域。其中电液数字转向系统就是主要围绕数字液压缸和微机控制技术来实现转向目的。主要应用在工程车辆和一些大型机械装备上，从而极大的解决了此领域上的很多转向问题。随着微机控制技术的迅速发展，电液控制转向系统的性能（精度、稳定性、快速性）也得到了很大的提高，从而为工程车辆转向难、响应速慢等问题开拓了现实可行的解决方法。

电液控制技术其应用领域主要集中在工程机械以及大型机械装备上，其中工程机械行走部分最主要的是几个参数控制，分别是控制速度的转档和控制方向转向部分。其控制系统主要有速度控制的换挡、转向、起、停等动作，其中应用了液压传动、机械行走以及电-液组合的微机数字控制的发展应用过程。美国卡特皮勒公司在G系列装载机上就配备了STIC（Steering&Transmission Integrated Control）集成转向换挡控制系统，除去了通常用的方向盘，其采用了操纵杆来控制转向、换挡，是控制变得更加方便，其中离合器的变速换挡采用了电子压力控制技术，从使行驶和换挡更加快速和平稳。其中卡特皮勒(Caterpillar) 与萨奥-丹菲斯（Sauer-Danfoss）一起开发的OSPL1002系统，并自主研发的新一代电、液动力的转向系统EHPS（Electronic Hydraulic Power Steering）。电液转向系统，大排量转向与以前的转向相比较，这种加大了转向器的排量，增加了驾驶时的方便和舒适感，是操作基本全自动化，最主要的是消除转向时的偏差。其中柳州工程机械和徐州工程机械也采用过近似的控制系统。

仿真技术的进步和发展，系统仿真是支持各类研究复杂大系统的必要手段，对于大型复杂工程机械来说，需要估计其安全性和可行性，此技术为此提供了可行性。因此，电液控制转向系统不仅拥有广阔的前景，更重要的是其辅助研发手段支撑着其研究成果。

三 电液控制转向技术发展现状简述

纯机械转向控制系统到全液压转系统的变化，主要是随着液压传动技术和液压控制技术的发展。再到电液动力转向系统是计算机控制技术和液压技术综合发展的成果，到后来的数字电液伺服转向系统都是随着数字液压缸的出现应用该领域，从而拓宽了该领域的研究成果和应用范围。

电液转向系统是以计算机控制技术和液压控制系统为基础发展起来的。液压元件和液压控制系统的技术现状，首先是液压控制阀的控制方式上的发展，从定值控制阀、伺服控制阀到电业比例阀，都是液压技术在控制上不断连续化，不断精确化，更重要的提高了看污染能力以及减少了泄露，这是液压技术一直以来最棘手的问题。随着此类研究，电液控制技术的研究方向不断转向微机控制上，其控制技术的集成化、智能化、PID控制的新发展、神经网络的控制方法的极大发展，推动了电液控制领域技术的不断革新，为控制技术在各领域的推广奠定了基础。从而为数字化转向系统的发展提供条件和可能。

四 研究意义

随着我国的现代化建设事业的快速发展，大型工程项目的不断增加，对工程机械的需求也在逐年增加，不仅对数量的需求，尤其是技术水平、品种数量、产品质量也提出了很高的要求。因此，高质量、高精度、高性能是其发展的前提，当电子技术高速发展，微机控制技术应用的范围也在扩大，工程机械也不例外。目前，数字电液转向系统在我国仍然处于初级研发状态，其工作还主要停留在半理论和半实践情况。主要问题还是针对电液转向系统精确数学模型的建立和性能参考的研究不足；电液转换、耦合的驱动与控制性能没有解决；微电子技术网络控制以及远程控制精确度不高；使得电液数字转向系统集成化、自动化程度不高，也导致了很多技术性难题尚待解决。

能源与动力工程学院   马斌  122085206014