液压提升设备电液集成的可行性分析及实施方案

　　随着对矿井自动化生产和高生产效率的要求以及以人为本设计理念的提出，对液压提升设备也提出了高自动化、高层位控制精度、乘坐舒适性、   性等综合性能要求。层位精度控制是指提升罐笼在升降过程中要准确，而不是靠司机一次或多次微动操作才能停稳在各水平巷道的层位上，层位精度控制得不到解决，将严重影响液压提升设备的运行工作效率；能否满足乘坐舒适性要求主要取决于操作输入信号，而司机手动操作是难以控制的。这样，改变液压提升设备现有的简单手动操作比例式减压阀的开环控制方式，实现可能的数字PID控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制以及复合控制算法在内的计算机控制便成为提高液压提升设备动态控制精度及其综合性能的关键，这也是液压提升设备发展的必经之路。

　　液压顶升电液集成系统由电气及液压两部分组成，系统中偏差信号的检测、校正和初始放大都是采用电气、电子元件来实现；系统的心脏是电液控制阀。电液集成控制系统是一种以电子、电气为神经，以液压为筋肉，以微型计算机为大脑的电液控制系统。因此，电液集成系统各方面的优越性及其在多个的成功应用为现有液压提升设备高改造指明了方向、提供了理论和现实依据。具体而言，液压提升设备的技术改造分两个步骤得以实现，首先利用电液集成技术将现有液压提升设备的核心系统液压驱动系统改进成便于计算机控制的电液集成系统；其次，在对该电液集成系统实行计算机控制的基础上，进行电液集成系统多种控制策略的   以确定能相对较好满足现代矿井液压提升设备综合性能要求的控制算法。综上，采用电液集成系统及相应的电液集成控制系统对现有液压提升设备液压驱动系统进行改进是切实可行的。

　　液压提升设备电液集成系统具体方案确定

　　目前，电液集成控制系统己经取得较大的发展，其表现形式也多种多样，按系统所用电液控制阀的不同，电液集成控制系统可分为电液伺服控制系统、电液比例控制系统和电液数字控制系统。其中电液伺服控制系统响应快、，应用于执行元件闭环控制；电液比例控制系统响应较快、精度较高，主要用于执行元件开环控制；电液数字控制系统的性能与微机、驱动电源、数字阀的性能有关，响应较快、精度较高，但成本高、控制复杂。经分析对比确定液压顶升电液集成系统初步方案为电液伺服控制系统。

　　电液伺服控制系统是由电气的信号处理部分与液压的功率输出部分组成的闭环控制系统。其综合了电气和液压两方面的优点，具有控制、响应、信号处理灵活、输出功率大、结构紧凑、重量轻等优点。按被控制的物理量，电液伺服控制系统又可分为速度伺服控制系统、位置伺服控制系统、力或压力伺服控制系统。

　　由于液压提升设备的核心系统液压驱动系统为速度控制系统，所以本文   终确定实现液压提升设备电液集成的关键为电液速度伺服控制系统，这样液压提升设备电液集成控制系统亦可称为液压提升设备电液速度伺服控制系统。

　　液压顶升装置液压驱动系统是典型的大惯量、时变高阶系统，其动态性能受负载的影响很大，由于开环控制无法预知各种干扰信号的存在对输出的影响而不能进行补偿，难以取得满意的效果，所以本电液速度伺服控制系统采用速度反馈大闭环；同时，将现有液压提升设备的手动控制方式用计算机控制代替，由计算机给出的指令信号与速度反馈信号的偏差信号经伺服放大器放大处理以控制电液伺服阀。