發(fā)布時間：2020-10-25 17:27

　　 機電液系統(tǒng)憑借其功率密度大、運動平穩(wěn)、操縱方便、承載能力強等優(yōu)點在土木水利工程、冶金、礦山、軍事工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。但運行環(huán)境的復(fù)雜多變,變工況下系統(tǒng)內(nèi)部的非線性因素影響使系統(tǒng)呈現(xiàn)出性能退化、功率和轉(zhuǎn)速波動等現(xiàn)象,為進行系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測和性能評價帶來難度。針對此問題課題組開展了基于機電液系統(tǒng)內(nèi)外部特征關(guān)聯(lián)分析方法的研究,提出了以動能剛度為橋梁,連接系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)與瞬時轉(zhuǎn)速波動的效應(yīng)傳遞鏈。但研究中弱化了系統(tǒng)之間的相互耦合關(guān)系,使建立的模型不能全面反映系統(tǒng)多能域參量在負(fù)載工況和動力源聯(lián)合作用下的耦合機理。本文以典型的機電液系統(tǒng)—變轉(zhuǎn)速泵控馬達系統(tǒng)為研究對象,在建立其數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)之上,分析系統(tǒng)多域參量對運行狀態(tài)的影響機制,闡明了動能剛度的物理意義。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)機電液系統(tǒng)非線性建模與多參量耦合分析。由于機械、液壓、電氣等系統(tǒng)在設(shè)備運行時進行著能量流、物質(zhì)流、信息流的傳遞、轉(zhuǎn)換,使系統(tǒng)表現(xiàn)出強耦合特性,同時油液有效體積彈性模量、流量系數(shù)、粘性阻尼等非線性因素又增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。因此,本文在考慮這些因素的基礎(chǔ)上,建立了系統(tǒng)的集中參數(shù)模型,并基于MATLAB/Simulink仿真環(huán)境,研究系統(tǒng)參數(shù)變化對系統(tǒng)特性的影響,探索了機電液系統(tǒng)多能域參量在負(fù)載工況和動力源聯(lián)合作用下的耦合機理。(2)動能剛度原理及其計算方法研究。結(jié)合機電液系統(tǒng)集中參數(shù)動力學(xué)模型,提出機電液系統(tǒng)動能剛度分析方法,指出機電液系統(tǒng)動能剛度是系統(tǒng)動能抵抗外部激擾源變化的能力,根據(jù)外部激擾源的不同將其分為正向動能剛度和逆向動能剛度兩部分,并闡明了其物理意義以及對機電液系統(tǒng)運行性能評價的重要意義。在此基礎(chǔ)之上,通過計算機電液系統(tǒng)多源信號的變化率特征計算運行程中的動能剛度角,并以此衡量系統(tǒng)動能剛度的大小。(3)動能剛度變化機理及其與系統(tǒng)狀態(tài)關(guān)聯(lián)分析。依托變轉(zhuǎn)速泵控馬達液壓系統(tǒng)測控平臺,探索了系統(tǒng)溫度、馬達排量以及輸出軸轉(zhuǎn)動慣量分別變化時對系統(tǒng)動能剛度的影響機理以及在系統(tǒng)剛度變化時系統(tǒng)效率和轉(zhuǎn)速波動的關(guān)聯(lián)性。實驗結(jié)果表明機電液系統(tǒng)動能剛度隨系統(tǒng)多能域參量變化而動態(tài)變化,動能剛度的變化可以表征機電液系統(tǒng)的運行性能以及多參量的耦合狀態(tài),驗證了環(huán)境工況→內(nèi)部參量→動能剛度→轉(zhuǎn)速波動、效率的傳遞鏈的正確性。(4)動能剛度在線檢測系統(tǒng)與系統(tǒng)控制策略評價。利用信號調(diào)制技術(shù),將多源信號融合成李薩如圖形(剛度線),并對剛度線的長度進行格式化,使其長度和傾角均能衡量動能剛度的大小,以動能剛度圓的包容關(guān)系衡量系統(tǒng)間的剛度匹配關(guān)系�；贚abVIEW設(shè)計了動能剛度在線檢測系統(tǒng),完成機電液各子系統(tǒng)動能剛度的實時檢測、顯示,多源信號采集、顯示,電機轉(zhuǎn)速、液壓泵與液壓馬達排量以及模擬加載控制、數(shù)據(jù)保存等功能。利用此系統(tǒng)結(jié)合試驗臺條件開展了基于動能剛度的變轉(zhuǎn)速調(diào)速與容積調(diào)速控制策略評價的研究,拓展了動能剛度理論的應(yīng)用,為開展機電液系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測與性能評價提供了新思路。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH137
【部分圖文】：

第二章 機電液系統(tǒng)建模仿真及多參量耦合分析系統(tǒng)運行過程中伴隨著電能、液壓能以及機械能等多域能量的況的變化，多域能量的轉(zhuǎn)化過程也隨之變化。典型的機電液系，一般由電機—液壓泵子系統(tǒng)、液壓泵—液壓馬達子系統(tǒng)以及成，本章以其為研究對象，考慮油液屬性、摩擦轉(zhuǎn)矩等非線性了系統(tǒng)參量變化對系統(tǒng)性能的影響以及系統(tǒng)多域能量轉(zhuǎn)換機展開機電液系統(tǒng)動能剛度分析奠定了理論基礎(chǔ)。系統(tǒng)非線性模型1 所示為變轉(zhuǎn)速泵控馬達系統(tǒng)簡化模型，變頻電機與液壓泵通過驅(qū)動液壓馬達旋轉(zhuǎn)，馬達與旋轉(zhuǎn)負(fù)載也通過聯(lián)軸器連接。根據(jù)以把系統(tǒng)分為電機—液壓泵子系統(tǒng)、液壓泵—液壓馬達子系系統(tǒng)三部分。三個子系統(tǒng)之間通過機電液參數(shù)相互耦合，機電系統(tǒng)的性能，因此有必要通過建模仿真的方法對系統(tǒng)進行分析

局模型油黏溫黏壓特性泄漏對系統(tǒng)效率、振動以及穩(wěn)定性等都有很大影響，而響。液壓油動力粘度受溫度、壓力影響較大，比較準(zhǔn)確力變化規(guī)律的是 Roeland 公式，46 號液壓油粘度隨壓力( ) ( )1.162.3 10 89135.15, =0.0457 exp 6.58 1 5.1 10 1303 138TP T P + + 可得 46 號液壓油的粘溫粘壓特性的變化規(guī)律如圖 2.2 所而升高，但變化較小，隨著溫度降低而增加，粘度隨溫

長安大學(xué)碩士學(xué)位論文( )( )( )( )( )110 0oilef 11init 0oil oil 0oil 01 111 1mmmm P P PE PE P,m P P PE E P PE E m P n T ++ + + = + + = + + 為含氣量；P0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力；m 為壓力相關(guān)系數(shù)；n 為溫度氣體多變常量；E0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下 0℃時的油液的有效體積2.15）繪制的油液有效體積彈性模量隨壓力、含氣量和溫度從圖中可以看出：在低壓段（0-10MPa）油液有效體積彈性模一定時，油液有效體積彈性模量隨著壓力的增高而增高；壓性模量隨著含氣量的增加而減小。在低壓段溫度對油液有效高壓段影響較大，隨著溫度的升高油液有效體積彈性模量變
【參考文獻】

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本文編號：2855729