3）泵阀复合控制液压系统性能的分析和应用研究

        上面分析表征，阀控系统的固有频率高，应用于高响应，并且能够将电机和泵的特性排除在控制性能之外，具有较好的控制性能。泵控系统的固有频率降低，应用于低响应，并且基本上都是电机、泵和执行机构之间功率流直接传递，由此导致泵和电机各自的特性直接传递，进而将泵和电机各自的缺点都直接表征在系统的输出特性上。

        泵源变量（变转速/变排量）系统的泵阀复合控制液压系统，把泵控系统和阀控系统组合起来，发挥各自的性能优势，拓展注塑工程的科学发展。控制体系由两个闭环组成：由变量泵源和蓄能器构成闭环的泵控的压力控制体系，为伺服阀提供充足稳定的压力油供应；电液伺服阀和执行机构构成最终的闭环，实现最终的控制输出。系统的输出特性由电液伺服阀决定，能效特性由泵控的动力输出决定。系统与纯阀控液压伺服系统比较，可降低系统功率损耗；与纯泵控伺服系统比较，提高实时控制性能；泵源变量（变转速/变排量）系统具有灵活组合性。多变量的输入，带来了参数的耦合、相乘非线性等问题，对控制策略等方面提出了较高要求。蓄能器的容积设计是实现伺服控制压力稳态的关键。

        泵阀复合控制液压系统根据动力驱动形式分为二种型式：

        三相异步电机驱动电液变量泵和电液伺服阀组成泵阀复合控制液压系统。

        交流伺服电机驱动定量泵和电液伺服阀组成泵阀复合控制液压系统。

        泵阀复合控制液压系统根据泵和阀的组合可分为并联和串联的两种方案，根据注塑工艺要求，进行科学的搭配。注塑工艺具有高响应和低响应的两者工况，对整个系统采用泵阀并联方案。低响应状态，主要通过泵控进行，伺服阀在必要时辅以精确的控制；在高响应状态，动态时，主要由电液伺服阀瞬时控制输出流量，保证动态调节性能，达到稳态过程后，电液伺服阀关闭，泵控动力驱动，因而这种结构在保证快速性的同时也有较高的传动效率。对于蓄能器驱动的瞬时高速注射的高响应工况，系统动态响应完全处于阀控状态。

        整个系统为泵阀复合控制，合模为泵阀并联控制，高速注射为泵阀串联控制，蓄能器注射为工作是储存的能量瞬时释放，不需要动力源供应液压能，所以为独立阀控，整个系统中需在注射和合模的两个回路中设计阀控伺服系统。

        4）应用技术科学发展原则重点研发方向

        伺服液压系统的应用技术的开发是立式注塑机液压系统可持续发展的新课题。高端注塑工程的核心控制技术就是伺服液压系统应用技术的开发，应用技术的核心是系统达到最佳的动态响应性能。电液伺服比例阀的动态性能与价格的差别很大，选用上应与设计的标的相匹配。

        （1）加强伺服系统的应用技术的理论研究和应用，伺服液压系统的理论研究在立式注塑机行业相当欠缺，阻碍了高速注射工程的发展。立式注塑机应用电液伺服比例阀的主要目的是提高液压传动系统的高响应性能。电液伺服比例阀为实现液压系统高响应性能提供了必不可少的基础，而要实现系统的高响应性能，必须是系统达到高响应性能，通过降低运动件的质量、提高系统的工作压力、减小活塞的工作面积及油缸工作容积等技术设计提高系统的固有频率和降低阻尼比。系统设计没有高固有频率的性能，电液伺服比例阀的动态响应性能再好也达不到高响应性能。例如，蓄能器辅佐注射系统，蓄能器开启采用了高动态响应的伺服阀，实现高动态响应的开启性能，但伺服阀与油缸的连接采用了固有频率极低的高压橡胶复合管，油缸活塞密封采用阻尼系数大的聚氨酯材料的密封圈，活塞及活塞杆仍采用密度大的钢件/铸铁件，体现不出伺服控制系统低阻尼、低质量、提高系统固有频率的特性的系统设计特点，必然大幅降低了从伺服阀出口至油缸活塞的液压系统的系统固有频率，即大幅降低了整个系统的动态响应性能，失去了应用伺服阀达到系统高动态响应的意义，后果是不能实现高速的设计目标，蓄能器仅起到减小液压装载功率、提高注射速度的功能，而不能实现瞬时高速注射。

        （2）伺服控制软件的应用技术开发，伺服控制系统是一个多变量、强耦合、非线性、变参数的复杂对象，常规的PID控制，其抗干扰和抗参数摄动的鲁棒性不够理想，难以得到满意的调速和定位性能。超高速注射需要伺服控制系统的速度环具有良好的动态响应速度、宽广的调速范围、优异的抗干扰特性，才能达到快速准确的定位与跟踪。根据不同塑机的特定功能，针对系统给定与反馈之间的误差，开发提高系统动态响应速度和控制精度的各种专业控制算法的应用。将现代可拓、变结构等非线性控制方法引入伺服控制系统的定向控制算法，以消除磁阻的非线性影响，实现输出力矩的精确控制，使系统快速响应并且超调小；开发给定非线性信号校正算法，有效解决设备的低速控制特性问题。

3.2    插装阀液压传动系统的应用技术的科学发展原则的研究

        插装阀具有无泄漏化、模块化、组合化、清洁化、节能化、高效化、可维修化、智能化、互换化、资源节约化等立式注塑机液压技术绿色化性能。

        液压传动系统中应用插装阀表征了应用技术的先进性。插装阀及应用技术是中国处在国际液压技术行业领先水平，液压系统元件插装阀化是立式注塑机液压传动系统走向国际先进水平的发展方向，实现注塑设备制造商其设备具有高端液压控制技术的国际话语权。插装阀液压传动系统得到越来越多的应用。

        上海人豪液压技术有限公司依据“液阻理论”、“分解式液压回路设计和组合”、“最少液阻原则”等理论，适应液压元件绿色化的发展趋势，从全局上构建更为合理的整体一体化解决方案和产品平台的探索和实践，研发并实现工业化批量制造的“紧凑化”MINISOCV二通插装阀，比功率提高20%~30%，重量及形体减小30%~40%，动态反映性能提高20%~30%，降低了同规格插装阀及集成块的制造成本，提高了性价比；并且开发了国际首创的10通径的插装阀，使插装阀规格覆盖了全流量，为立式注塑机液压传动系统全系列插装阀化创造了基础。

        科学发展原则重点研发方向：

        单向功能插装阀。插件用作单向阀最典型的应用，就是大流量场合下设置在泵的出口保护泵不致反转。插装阀用作单向阀时有两个注意要点：选择合适的面积比，并根据所选择插装阀的面积比、系统流量参数选择相对更合理的单向盖板的阻尼器规格；控制口一般选择B口，以避免B/X间泄漏。

        压力功能插装阀。压力阀动态性能的主要参数是动态超调量、升压过渡时间、卸压过渡时间、压力稳定情况。而影响这些动态参数是先导阀和插件的质量。如果压力阀用于保压/安全阀，有电磁信号卸荷时，建议使用电磁球阀，以确保保压效果（因为普通的换向阀是滑阀结构存在不同程度的泄漏量）。科学地选择阻尼器的规格与合理安装才能优化系统。

        插装阀系统应设置单独的外控制油源，以确保控制口压力的相对稳定及可靠性，避免动作紊乱或保压不良等现象的发生。

        装配调试。设计是实现液压系统性能优化的基础，插装阀系统更强调装配调试是达到系统运转性能优化的必然工序，而且装配调试过程可弥补设计的缺陷，使系统更完善。