【摘要】： 液壓同步控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組成方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、適宜較大功率場(chǎng)合等優(yōu)點(diǎn),在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的液壓同步控制系統(tǒng)均以礦物油作為工作介質(zhì),在安全和環(huán)保要求嚴(yán)格的場(chǎng)合其應(yīng)用受到限制。水液壓技術(shù)具有綠色環(huán)保、抗燃安全等突出優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前國(guó)際上流體傳動(dòng)領(lǐng)域的研究前沿。在某些安全和環(huán)保要求高的場(chǎng)合,如食品機(jī)械、水上舞臺(tái)、海洋工程等,用水壓驅(qū)動(dòng)取代油壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)行同步控制,具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文基于目前國(guó)內(nèi)外水壓技術(shù)發(fā)展的狀況,特別是相關(guān)水壓比例/伺服控制元件的選擇受到限制的情況下,搭建了一種水壓比例調(diào)速閥控制的位置同步系統(tǒng),并對(duì)該系統(tǒng)的控制、測(cè)量方法進(jìn)行了研究,論文的主要研究?jī)?nèi)容如下: 分析了雙缸位置同步控制系統(tǒng)的類(lèi)別和各自的特點(diǎn)。選定控制策略為串聯(lián)型控制。該系統(tǒng)是帶反饋的位置同步控制系統(tǒng),主動(dòng)缸由手動(dòng)型單向水壓節(jié)流閥控制,從動(dòng)缸由水壓比例調(diào)速閥控制。通過(guò)分析得出從動(dòng)缸進(jìn)出口雙閥的控制信號(hào)之比等于活塞兩端的面積之比。 研制了同步控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件——水壓缸。為了保證同步系統(tǒng)的控制性能,減小水壓缸的摩擦力是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文在分析水壓缸摩擦機(jī)理的基礎(chǔ)上,提出了減小摩擦力,防止低速爬行的措施;對(duì)水缸的泄漏,腐蝕及工藝等問(wèn)題,提出了防范措施。水壓缸的樣機(jī)試驗(yàn)表明,上述減小摩擦力的措施行之有效,缸的性能達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。 對(duì)水壓比例調(diào)速閥、水壓缸以及由它們組成的同步控制系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,并對(duì)數(shù)學(xué)模型內(nèi)的參數(shù)選取進(jìn)行了說(shuō)明。利用MATLAB/SIMULINK工具箱構(gòu)造了實(shí)時(shí)仿真模型,對(duì)水壓缸的固有頻率及阻尼系數(shù)影響因素進(jìn)行了分析;獲取模型的響應(yīng),考察了系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)響應(yīng)特性。
【圖文】：

1.1.1 課題的來(lái)源本課題來(lái)源于華中科技大學(xué)為甘肅工業(yè)大學(xué)研制的純水液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)成如圖1.1所示，包括水壓泵試驗(yàn)部分（圖中1所示）、水箱及輔件（圖中2所示）、控制閥試驗(yàn)部分（圖中3所示）和雙缸同步控制系統(tǒng)（圖中4所示），用于教學(xué)和水壓基礎(chǔ)技術(shù)試驗(yàn)。作為該項(xiàng)目的一部分，本文對(duì)該實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的水壓雙缸位置同步系統(tǒng)進(jìn)行研究。圖1.1 水壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)布置圖1.1.2 課題的目的及意義利用天然淡水、海水等不含添加劑的水介質(zhì)代替礦物油作為液壓系統(tǒng)的工作介

的動(dòng)態(tài)性能的不一致。單作用缸(或非對(duì)稱(chēng)缸)的同步控制系統(tǒng)，正、反的同步控制性能也存在很大的差異，給其分析帶來(lái)了麻煩。因此，，執(zhí)行元件的安置和結(jié)構(gòu)形式對(duì)雙缸同步具有較大影響，控制應(yīng)從正反兩方面來(lái)實(shí)施。不同類(lèi)型的控制元件對(duì)系統(tǒng)的控制特性影響很大。閉環(huán)同步控制使用的幾種控制閥：流量型控制閥（包括了比例閥，伺服閥，數(shù)字閥等）或是方向型控制閥（換向閥，方向流量閥等）。此外，高速開(kāi)關(guān)閥也應(yīng)用于雙缸同步控制系統(tǒng)之中。圖 1.2a）是使用比例方向流量閥控制的雙缸同步回路，兩個(gè)缸各使用一個(gè)比例閥進(jìn)行流量控制。與圖 1.2 b）中的比例調(diào)速閥控制的同步系統(tǒng)類(lèi)似的是，兩者都屬于并聯(lián)型的控制策略。它們的區(qū)別在于：前者可以通過(guò)比例閥的換向，實(shí)現(xiàn)缸的進(jìn)油路和回油路的調(diào)換，由此當(dāng)其中一個(gè)缸的位移超出另一個(gè)缸位移的時(shí)侯，它可以換向返回，反向追逐以減小位移誤差；而后者是通過(guò)減小一個(gè)調(diào)速閥的開(kāi)度，并增大另一個(gè)的開(kāi)度，從而減小位移誤差[5][6]。這樣一來(lái)，兩者的控制方式就大大不同了。同屬于流量型控制閥，比例閥，伺服閥，數(shù)字閥的性能以及價(jià)格又有不同。伺服閥是目前精度最高的，它一般使用于高精度控制中，但是價(jià)格昂貴，抗污染能力差；比例閥價(jià)格低于伺服閥，抗污染能力也比伺服閥好，流量非線性比較嚴(yán)重，控制精度略低；數(shù)字閥精度也較高，但目前在同步控制中的應(yīng)用較少[4]
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.5

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 吳珊;毛旭耀;吳德發(fā);;一種水壓比例同步控制系統(tǒng)的研究[J];武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào);2010年11期

2 羅t

本文編號(hào)：2592636