摘要:針對(duì)洗消車(chē)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)以TMS320F2812為核心的控制系統(tǒng)，使傳動(dòng)系 統(tǒng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化和負(fù)載擾動(dòng)的情況下能夠按照指定工況工作，并控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速波動(dòng) 在指定范圍；詳細(xì)闡述了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件算法，并運(yùn)用基于規(guī)則的智能PID控制算法改 進(jìn)了控制系統(tǒng)應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突變的能力。通過(guò)車(chē)載試驗(yàn)證明，控制系統(tǒng)性能初步滿(mǎn)足各項(xiàng)洗消 車(chē)作業(yè)需求。
關(guān)鍵詞：洗消車(chē)；液壓傳動(dòng)；控制系統(tǒng);硬件設(shè)計(jì);PID算法
戰(zhàn)場(chǎng)遭敵核生化武器襲擊后，需迅速對(duì)沾染 區(qū)及通過(guò)沾染區(qū)域的人員、裝備、工事等進(jìn)行消 毒。核生化污染一般面積廣，人工消除易耽誤戰(zhàn) 機(jī)。洗消車(chē)是一種使用消毒介質(zhì)（如液體、氣體、 泡沫等）對(duì)遭受核生化污染的人員、裝備、服裝、工 事，進(jìn)行消毒、消除的車(chē)輛裝備，可以對(duì)人員和武
器裝備進(jìn)行快速消毒，抵抗生化武器的襲擊。平 時(shí),洗消車(chē)可以應(yīng)對(duì)化學(xué)泄露事故、流行病疫情等 危險(xiǎn)，是一種十分重要的軍民兩用特種作業(yè)裝備。 為了能夠在野戰(zhàn)條件下獨(dú)立完成作業(yè)，洗消車(chē)一 般裝備有高壓水泵、發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)等多種作業(yè)設(shè) 備
某新型洗消車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)取 力一液壓傳動(dòng)方式，在不改動(dòng)底盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)情況 下加裝取力器,從發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪取力，再通過(guò)液壓系 統(tǒng)傳遞給洗消作業(yè)設(shè)備。防化洗消作業(yè)設(shè)備種類(lèi) 多、工作流程復(fù)雜、控制精度高，采用傳統(tǒng)機(jī)械操 縱式液壓系統(tǒng)很難滿(mǎn)足性能需求。本文針對(duì)洗消 車(chē)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)，利用電液比例控制技術(shù)，設(shè) 計(jì)了以DSP處理器為核心的液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)洗消車(chē)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速恒 定控制，從而保障洗消各項(xiàng)作業(yè)正常。
1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理
防化洗消作業(yè)包含汲水、加熱、混和、噴灑等 步驟，車(chē)載作業(yè)設(shè)備主要包括2臺(tái)髙壓水泵、1臺(tái) 離心水泵、1臺(tái)空壓機(jī)、1臺(tái)發(fā)電機(jī)。表1列出洗 消車(chē)作業(yè)方式與設(shè)備功率需求的關(guān)系。
表1洗消車(chē)作業(yè)方式與設(shè)備功率需求關(guān)系 kw
作業(yè)方式 發(fā)電機(jī) 離心水泵 空壓機(jī) 高壓水泵 (2臺(tái)）
填裝水 12
加熱 5 20(單泵）
預(yù)混藥 3 12
地消 3 12 6
龍門(mén)消毒 3 7 6
龍門(mén)消除 3 40(雙泵）
噴槍消毒 3 2 6
噴槍消除 3 7(單泵）
根據(jù)洗消車(chē)不同作業(yè)過(guò)程設(shè)備和功率需求， 設(shè)計(jì)洗消車(chē)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。2臺(tái)高壓水泵在系統(tǒng) 中使用功率最大，因此將2臺(tái)高壓水泵分別由2個(gè) 液壓變量泵驅(qū)動(dòng)。高壓水泵1與空壓機(jī)不同時(shí)使 用，高壓水泵2與離心泵不同時(shí)使用，因此將他們 分別并聯(lián)在2個(gè)容積調(diào)速回路中，利用液壓換向 閥切換工作狀態(tài)。由于液壓發(fā)電平臺(tái)給用電設(shè)備 供電，處于全時(shí)工作狀態(tài)，單獨(dú)使用變量泵3驅(qū)動(dòng) 工作。洗消車(chē)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示⑴。
液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)采用雙閉環(huán)調(diào)速回路，發(fā) 動(dòng)機(jī)調(diào)速回路和液壓馬達(dá)調(diào)速回路串聯(lián)（如圖2 所示）。
車(chē)輛在行駛過(guò)程中后備功率較小，無(wú)法滿(mǎn)足
圖2雙閉環(huán)控制回路
車(chē)載設(shè)備同時(shí)工作的要求，考慮到洗消車(chē)的汲水、 加熱、混和流程都在駐車(chē)狀態(tài)下完成，只有噴灑作 業(yè)必須在行駛中完成，故可以滿(mǎn)足其工作要求。
洗消車(chē)行車(chē)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由駕駛員通 過(guò)加速踏板控制，發(fā)動(dòng)機(jī)控制回路不工作，在發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)時(shí)，主要依靠液壓調(diào)速回路控制液壓 馬達(dá)轉(zhuǎn)速;洗消車(chē)駐車(chē)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制回路工 作，保持發(fā)動(dòng)機(jī)在負(fù)載擾動(dòng)的情況下轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，同 時(shí)液壓調(diào)速回路進(jìn)行工作。此時(shí)雙回路調(diào)速控 制，加快了控制系統(tǒng)響應(yīng)速度，提高了系統(tǒng)應(yīng)對(duì)大 負(fù)載擾動(dòng)的能力™。
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)選取LINDE液壓公司的HPV02 (E1)系列電液比例變量泵和HMF02系列馬達(dá)，組 成電液比例變量泵一定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路， 變量泵的排量與控制系統(tǒng)輸入的脈寬調(diào)制信號(hào) (PWM)成正比，該型電液比例變量泵排量從0到 最大值時(shí)間0.5 S。容積調(diào)速回路的基本原理為
[nfxqp=nt„xqm 式中：(?P為變量泵的流量為變量泵的轉(zhuǎn)速，等 于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速;9p為變量泵的排量，可以通過(guò)電信 號(hào)調(diào)節(jié)大??；Qm為馬達(dá)流量；qm為馬達(dá)排量，固定 不變;~為馬達(dá)轉(zhuǎn)速，與工作設(shè)備轉(zhuǎn)速成正比。 由式（1)可知，當(dāng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速受加減載
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