發(fā)布時間：2020-04-29 05:14

【摘要】：在國防科技領域及精密工業(yè)中,電液伺服系統(tǒng)被廣泛應用,且對其伺服性能的要求越來越高,主要體現(xiàn)在良好的運行穩(wěn)定性、超低速性能、跟蹤精度及動態(tài)頻寬等方面。電液負載模擬器作為電液伺服系統(tǒng)的重要發(fā)展與應用方向,是一種高度非線性和時變復雜系統(tǒng),其不僅受到源自電液位置控制系統(tǒng)擾動因素的干擾,更受到實際工況中參數(shù)不確定性的影響,如負載彈性剛度及液壓彈簧剛度的可變性等,使系統(tǒng)不能具有良好的品質(zhì)特性。另外在位置擾動因素忽略的情況下,電液力控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分子中存在振蕩頻率較低的二階微分環(huán)節(jié),使系統(tǒng)特性趨于振蕩甚至不穩(wěn)定的狀態(tài)。通過對國內(nèi)外大量文獻資料的研究總結,在總結前人科研成果基礎上,對電液負載模擬器進行了如下工作。(1)研究在含有變負載剛度和變液壓剛度條件下電液負載模擬器的工作機理,建立其精確的物理模型并進行了綜合分析,對電液位置系統(tǒng)即承載對象和電液力控制系統(tǒng)模型進行簡化,探尋影響系統(tǒng)穩(wěn)定性、準確性和快速響應性的因素。(2)利用流量連續(xù)性方程和系統(tǒng)動力學運動方程建立位置擾動型電液力控制系統(tǒng)的控制框圖、數(shù)學模型,并分離出了多余力方程,設計可行的抑制多余力產(chǎn)生的方案。(3)本文從能量耗散的角度出發(fā),通過對電液力控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)整理出關于液壓缸輸出力的三階線性微分方程,利用李雅普諾夫直接法的反演方式求解系統(tǒng)穩(wěn)定的相關條件,將其轉(zhuǎn)變?yōu)槎A液壓補償器,以期來抵消或者削弱不穩(wěn)定因素對系統(tǒng)的影響,提高系統(tǒng)品質(zhì)。同時給出了具體的推導過程和構造方案,并通過勞斯判據(jù)證明了二階液壓補償器的穩(wěn)定性。(4)通過仿真軟件搭建系統(tǒng)仿真模型,在液壓缸活塞接近行程終端位置的工況下,通過仿真來驗證抑制多余力和提高穩(wěn)定性方法的有效性,同時設計傳統(tǒng)的雙慣性控制器用以對比分析,探討二階液壓補償器與傳統(tǒng)雙慣性環(huán)節(jié)校正下系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其動態(tài)特性,驗證系統(tǒng)響應的快速性和跟蹤的精度。仿真結果表明:本文所設計的電液負載模擬器,經(jīng)校正具有較好的穩(wěn)定性,能夠較為準確的復現(xiàn)指令力,對多余力的抑制也有良好表現(xiàn)。引入前置速度補償器可以使多余力減小,減少量最少為96%;采用二階液壓補償器后有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性并抑制諧振峰值,在液壓缸活塞接近行程終端位置的工況下,通過與傳統(tǒng)校正系統(tǒng)穩(wěn)定性的雙慣性環(huán)節(jié)的對比,系統(tǒng)響應時間縮短50%以上,穩(wěn)態(tài)誤差減小0.1%,系統(tǒng)最慢在0.12 s內(nèi)達到穩(wěn)態(tài),最大穩(wěn)態(tài)誤差在3.7%以內(nèi)。
【圖文】：

圖 1.1 電液負載模擬器基本結構模型1-加載缸 2-力傳感器 3-連接軸 4-承載缸 5-位移傳感器-承載伺服閥 7-加載伺服閥 8-油源 9-計算機控制與數(shù)據(jù)采集

圖 1.2 模擬器系統(tǒng)結構簡圖載模擬器研究工作也在七十年代展開[14-15]，主要有國內(nèi)高研究工作，，并取得了實質(zhì)的成果，其中獲得突出成績的院，哈爾濱工業(yè)大學等單位。焦宗夏等[16]提出速度同步控制抑制多余力的新方案，消除了系統(tǒng)滯后的影響，對非線性
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH137

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;電液手冊[J];重型機械;2017年04期

2 朱鵬程;程浪;蔡栩;;基于偽微分算法的電液穩(wěn)定平臺研究[J];自動化與儀器儀表;2017年10期

3 顏曉輝;何琳;徐榮武;廖健;;電液步進缸的跟隨特性研究[J];液壓與氣動;2015年01期

4 唐岳;羅紅平;吳明;孫濤濤;尹瀟靚;;電液束加工的發(fā)展與應用[J];電加工與模具;2015年S1期

5 黃淑杰;張紅;滕俊波;;電液錘運行中常見故障排除方法及液壓油維護[J];機械工業(yè)標準化與質(zhì)量;2013年12期

6 王守華;;蒸汽錘改造為電液錘的應用[J];熱加工工藝;2011年19期

7 周炯光;;鍛壓生產(chǎn)中電液錘技術的應用[J];黑龍江交通科技;2009年04期

8 孟凡武;賀鳴;康建偉;;電液錘液壓系統(tǒng)的泄漏分析及控制[J];液壓與氣動;2006年08期

9 汪國榮;淺述電液錘技術的發(fā)展與應用[J];設備管理與維修;2004年12期

10 宋萬明;提高電液錘可靠性的方法探討[J];鍛壓技術;2003年03期

相關會議論文 前10條

1 姚磊;金俠杰;邢科禮;張國賢;;基于FPGA的電液比例控制器的設計[A];第五屆全國流體傳動與控制學術會議暨2008年中國航空學會液壓與氣動學術會議論文集[C];2008年

2 程大偉;邢科禮;金俠杰;;電液比例控制器的設計[A];中國機械工程學會流體傳動與控制分會第六屆全國流體傳動與控制學術會議論文集[C];2010年

3 賈淑絨;黃玉平;;一類電液開關伺服系統(tǒng)技術研究[A];第五屆全國流體傳動與控制學術會議暨2008年中國航空學會液壓與氣動學術會議論文集[C];2008年

4 宋貴森;;機械液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)及電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理和應用分析[A];“決策論壇——區(qū)域發(fā)展與公共政策研究學術研討會”論文集（下）[C];2016年

5 谷彥鵬;高英杰;牛寶鋒;黨旗;李會敏;楊志宇;;可編程多功能電液組合閥的研究[A];第五屆全國流體傳動與控制學術會議暨2008年中國航空學會液壓與氣動學術會議論文集[C];2008年

6 王益群;王燕山;;電液力控制研究的進展[A];第二屆全國流體傳動及控制工程學術會議論文集（第二卷）[C];2002年

7 任燕;阮健;賈文昂;;新型電液振動臺振動參數(shù)的分析[A];中國機械工程學會流體傳動與控制分會第六屆全國流體傳動與控制學術會議論文集[C];2010年

8 施文軒;張明岐;;電液束加工技術的新發(fā)展[A];特種加工技術——2001年中國機械工程學會年會暨第九屆全國特種加工學術年會論文集[C];2001年

9 施文軒;張明岐;;電液束加工技術的新發(fā)展[A];2001年中國機械工程學會年會暨第九屆全國特種加工學術年會論文集[C];2001年

10 李閣強;韓建海;張彪;袁銳波;趙克定;;正開口閥在電液負載模擬器中的應用[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（上）[C];2007年

相關重要報紙文章 前10條

1 張家駒;節(jié)能高效的電液錘技術亟待推廣[N];中國工業(yè)報;2003年

2 北京異輝機電有限公司;應用電液錘技術改造蒸——空錘[N];中國機電日報;2002年

3 記者 李松戰(zhàn);由“汽”改“電”降耗70%[N];洛陽日報;2009年

4 顧定槐;閥門控制用電液式泵站面世[N];中國化工報;2009年

5 記者 趙志偉;亞洲最大高端電液智能控制產(chǎn)業(yè)基地在洛投產(chǎn)[N];洛陽日報;2015年

6 苗成標;堅持走產(chǎn)學研相結合發(fā)展之路[N];中國礦業(yè)報;2004年

7 胡平 沈偉彬;華機廠批量承接電液吊機訂單[N];中國船舶報;2006年

8 記者 劉京青;亞洲最大電液智能控制產(chǎn)業(yè)基地投產(chǎn)[N];中國有色金屬報;2015年

9 鄧天富;質(zhì)量求生存 誠信謀發(fā)展[N];四川政協(xié)報;2005年

10 蔡墉;首臺電液錘隔振裝置達國際先進水平[N];中國機電日報;2000年

相關博士學位論文 前10條

1 梁利華;減搖鰭電液負載仿真臺性能研究[D];哈爾濱工程大學;2003年

2 李偉榮;高頻單軸電液振動臺振動特性研究[D];浙江工業(yè)大學;2013年

3 潘寧;緊湊型電液制動系統(tǒng)關鍵技術研究[D];清華大學;2016年

4 任燕;高頻電液激振器的特性研究[D];浙江工業(yè)大學;2012年

5 湯裕;電液振動與加載混合試驗系統(tǒng)控制策略研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

6 賈文昂;2D閥控制電液激振器及在疲勞試驗系統(tǒng)中的應用研究[D];浙江工業(yè)大學;2010年

7 賈智;電液錘生產(chǎn)線連桿毛坯鍛造工藝研究及缺陷預防[D];重慶大學;2013年

8 李建英;電液負載模擬器多余力抑制及其δ規(guī)則神經(jīng)網(wǎng)絡控制研究[D];哈爾濱理工大學;2011年

9 朱旭;高速大流量電液配流系統(tǒng)設計理論及應用研究[D];浙江大學;2012年

10 靳寶全;電液位置伺服控制系統(tǒng)的模糊滑�？刂品椒ㄑ芯縖D];太原理工大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 陳帥杰;負載中含變剛度的電液負載模擬器系統(tǒng)穩(wěn)定性探討[D];武漢科技大學;2019年

2 馬良玉;碳納米導電液與聚酯纖維相互作用研究[D];河南大學;2018年

3 MOTASIM MASOOD（莫塔西）;基于電液直驅(qū)技術的人工踝關節(jié)控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

4 羅劍;基于電液直驅(qū)技術的動力人工腳踝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

5 向小玲;電液角振動測試臺綜合性能的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

6 王盼;電液力加載系統(tǒng)的控制方法研究[D];中國石油大學（北京）;2017年

7 王彬;蓄電池軌道車的電液混合驅(qū)動系統(tǒng)設計與分析[D];西南交通大學;2018年

8 路發(fā)帥;重型商用車電液式饋能懸架設計與仿真[D];太原理工大學;2018年

9 曹鈞凱;內(nèi)置伺服閥式電液步進缸的改進設計與仿真[D];東北大學;2012年

10 馮志清;脈寬調(diào)制式電液位置系統(tǒng)的動態(tài)加載研究[D];蘭州理工大學;2014年

本文編號：2644260