【摘要】： 液壓同步控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、組成方便、易于實現(xiàn)自動控制、適宜較大功率場合等優(yōu)點,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,是當(dāng)前國際上流體傳動領(lǐng)域的研究前沿。在某些安全和環(huán)保要求高的場合,如食品機械、水上舞臺、海洋工程等,用水壓驅(qū)動取代油壓驅(qū)動進行同步控制,具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文基于目前國內(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),并對該系統(tǒng)的控制、測量方法進行了研究,論文的主要研究內(nèi)容如下: 分析了雙缸位置同步控制系統(tǒng)的類別和各自的特點。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),主動缸由手動型單向水壓節(jié)流閥控制,從動缸由水壓比例調(diào)速閥控制。通過分析得出從動缸進出口雙閥的控制信號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關(guān)鍵問題。本文在分析水壓缸摩擦機理的基礎(chǔ)上,提出了減小摩擦力,防止低速爬行的措施;對水缸的泄漏,腐蝕及工藝等問題,提出了防范措施。水壓缸的樣機試驗表明,上述減小摩擦力的措施行之有效,缸的性能達到了設(shè)計指標(biāo)要求。 對水壓比例調(diào)速閥、水壓缸以及由它們組成的同步控制系統(tǒng)進行了數(shù)學(xué)建模,并對數(shù)學(xué)模型內(nèi)的參數(shù)選取進行了說明。利用MATLAB/SIMULINK工具箱構(gòu)造了實時仿真模型,對水壓缸的固有頻率及阻尼系數(shù)影響因素進行了分析;獲取模型的響應(yīng),考察了系統(tǒng)的動靜態(tài)響應(yīng)特性。
【圖文】：

1.1.1 課題的來源本課題來源于華中科技大學(xué)為甘肅工業(yè)大學(xué)研制的純水液壓實驗臺。該實驗臺的構(gòu)成如圖1.1所示，包括水壓泵試驗部分（圖中1所示）、水箱及輔件（圖中2所示）、控制閥試驗部分（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。作為該項目的一部分，本文對該實驗臺中的水壓雙缸位置同步系統(tǒng)進行研究。圖1.1 水壓實驗臺布置圖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

的動態(tài)性能的不一致。單作用缸(或非對稱缸)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，給其分析帶來了麻煩。因此，，執(zhí)行元件的安置和結(jié)構(gòu)形式對雙缸同步具有較大影響，控制應(yīng)從正反兩方面來實施。不同類型的控制元件對系統(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，兩個缸各使用一個比例閥進行流量控制。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：前者可以通過比例閥的換向，實現(xiàn)缸的進油路和回油路的調(diào)換，由此當(dāng)其中一個缸的位移超出另一個缸位移的時侯，它可以換向返回，反向追逐以減小位移誤差；而后者是通過減小一個調(diào)速閥的開度，并增大另一個的開度，從而減小位移誤差[5][6]。這樣一來，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，但是價格昂貴，抗污染能力差；比例閥價格低于伺服閥，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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH137.5

【引證文獻】

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;2010年11期

2 羅t

本文編號：2592636