電液步進缸的建模與仿真
發(fā)布時間：2020-12-19 16:50
本論文以日本石川島播磨重工業(yè)株式會社（ISHIKAWAJIMA-HARIMA HEAVY INDUSTRIES CC. LTD）生產(chǎn)的一種電液步進缸為研究對象,詳細研究了內(nèi)置式電液步進缸的性能、組成、工作原理及控制方式等。本論文分析了該電液步進缸的基本工作原理,把其簡化為三通閥控制差動缸的物理模型,在此基礎上利用已知系統(tǒng)和元件的參數(shù)建立了數(shù)學模型,該模型能夠準確體現(xiàn)系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性。本文在建立的合理的數(shù)學模型的基礎上,用MATLAB軟件對系統(tǒng)的穩(wěn)定性作了分析。并且利用MATLAB軟件的Simulink仿真出來反映電液步進缸系統(tǒng)動態(tài)性能的曲線。對仿真的結果分析,雖然得到的結果能夠滿足系統(tǒng)的控制要求,但是仍存在一些不足。根據(jù)以上對系統(tǒng)動態(tài)性能的分析,本文在詳細了解控制理論等相關知識的基礎上,把PID控制器引入了系統(tǒng),使系統(tǒng)的動態(tài)特性得到改進,控制效果也得到了一定的提高。為進一步提高系統(tǒng)的性能,本文最后介紹了模糊控制,引入了一種模糊自適應PID控制方法,仿真結果表明這種控制方法具有較好的響應能力、具有較高的穩(wěn)定性,實現(xiàn)了系統(tǒng)性能的優(yōu)化。
【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
內(nèi)置活塞桿行程檢測系統(tǒng)的液壓缸Fig.1.1CylindermeasuredbyinsidePiston
圖1.2數(shù)字油缸及數(shù)字控制器 F19.1.2Digitaleylinderanditseontrol從圖1.2可知，該數(shù)字油缸外形與現(xiàn)有普通油缸沒多少差別，但功能卻大不一樣，它幾乎集中了現(xiàn)有液壓技術的所有功能，它能直接接受專用數(shù)字控制器、計算機及PLC可編程序控制器發(fā)出的數(shù)字脈沖信號而可靠工作，脈沖頻率代表速度，脈沖總數(shù)代表行程，一一對應。數(shù)字液壓缸只需接通液壓油源(如果輸出力在1一2噸以下不需外接油源)，不需任何其它液壓閥件和傳感器，所有的功能都通過電子控制器直接設定，把傳統(tǒng)液壓控制中復雜的閥口控制技術徹底的改為了直接給定的電子控制技術，它不但取消了復雜的液壓系統(tǒng)設計和各種油路設計及加工，而且把討厭的現(xiàn)場調(diào)試直接搬到了辦公室。眾所周知
東北大學碩士學位論文第2章直接位移反饋電液步進缸和螺桿一螺母機構組成，主要組成見圖2.1。升升夏 夏 :::::積積積積積 積積 積 彩彩 彩 彩 彩彩彩彩彩 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{澤澤激惻 惻 惻 惻 惻 口口口 口 口 111.、、 JJJJJJJJJJJ一/一 一 。 。。 。 。。--一回 -回回回回耳 耳耳耳耳 耳耳 耳 耳耳 耳 }}}}}-一一一----一 }}}}}一 {{{{{圖2.1電液步進缸結構原理圖 F19.2.1Theelectrieal一hydrauliestePPingeylinderPrineiPlediagram1一步進電機、2一齒輪l、3一齒輪2、4一旋轉(zhuǎn)芯軸、5一閥芯、6一閥套、7一活塞、8一缸體電液步進缸的工作原理:當步進電機1在輸入一個正脈沖的作用下轉(zhuǎn)過一個正向步矩角時，經(jīng)齒輪2、3嚙合帶動滑閥的芯軸4旋轉(zhuǎn)，再由芯軸旋轉(zhuǎn)帶動閥芯5經(jīng)螺紋傳動產(chǎn)生向前的一定的軸向位移，由于活塞尚未移動使滑閥的閥芯5和閥套6的進油口之間有了開口(同時關閉無桿腔的回油口)，壓力油進入液壓缸的無桿腔，這樣就相當于一個差動缸
【參考文獻】：
期刊論文
[1]數(shù)字伺服步進液壓缸的密封和摩擦特性分析[J]. 肖志權,邢繼峰,朱石堅,彭利坤. 液壓與氣動. 2007(02)
[2]模糊自整定PID控制器設計以及MATLAB仿真分析[J]. 肖奇軍,李勝勇. 計算機仿真. 2005(09)
[3]一種新型數(shù)字液壓缸的研究[J]. 邢繼峰,曾曉華,彭利坤. 機床與液壓. 2005(08)
[4]閉環(huán)控制數(shù)字液壓缸及實驗研究[J]. 魏祥雨,王世耕,胡捷,任禮英,湯春艷. 液壓與氣動. 2005(07)
[5]閉環(huán)控制數(shù)字液壓缸及其控制系統(tǒng)[J]. 潘易龍,張毅,魏祥雨. 液壓氣動與密封. 2005(03)
[6]PLC直接控制的電液步進液壓缸[J]. 康晶,孟廣耀. 機床與液壓. 2004(04)
[7]電液步進馬達的PLC控制[J]. 康晶,楊國田. 機械制造. 2004(01)
[8]國外動力液壓缸的發(fā)展狀況[J]. 李良福. 機械工程師. 2002(09)
[9]數(shù)字式液壓缸和數(shù)字式液壓系統(tǒng)[J]. 孫峰,錢榮芳,馬群力. 液壓與氣動. 2002(08)
[10]高精度電液步進缸的應用研究[J]. 鄭華文,吳張永,孫海洪. 重慶工業(yè)高等�？茖W校學報. 1999(Z1)
本文編號：2926248
【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
內(nèi)置活塞桿行程檢測系統(tǒng)的液壓缸Fig.1.1CylindermeasuredbyinsidePiston
圖1.2數(shù)字油缸及數(shù)字控制器 F19.1.2Digitaleylinderanditseontrol從圖1.2可知，該數(shù)字油缸外形與現(xiàn)有普通油缸沒多少差別，但功能卻大不一樣，它幾乎集中了現(xiàn)有液壓技術的所有功能，它能直接接受專用數(shù)字控制器、計算機及PLC可編程序控制器發(fā)出的數(shù)字脈沖信號而可靠工作，脈沖頻率代表速度，脈沖總數(shù)代表行程，一一對應。數(shù)字液壓缸只需接通液壓油源(如果輸出力在1一2噸以下不需外接油源)，不需任何其它液壓閥件和傳感器，所有的功能都通過電子控制器直接設定，把傳統(tǒng)液壓控制中復雜的閥口控制技術徹底的改為了直接給定的電子控制技術，它不但取消了復雜的液壓系統(tǒng)設計和各種油路設計及加工，而且把討厭的現(xiàn)場調(diào)試直接搬到了辦公室。眾所周知
東北大學碩士學位論文第2章直接位移反饋電液步進缸和螺桿一螺母機構組成，主要組成見圖2.1。升升夏 夏 :::::積積積積積 積積 積 彩彩 彩 彩 彩彩彩彩彩 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{澤澤激惻 惻 惻 惻 惻 口口口 口 口 111.、、 JJJJJJJJJJJ一/一 一 。 。。 。 。。--一回 -回回回回耳 耳耳耳耳 耳耳 耳 耳耳 耳 }}}}}-一一一----一 }}}}}一 {{{{{圖2.1電液步進缸結構原理圖 F19.2.1Theelectrieal一hydrauliestePPingeylinderPrineiPlediagram1一步進電機、2一齒輪l、3一齒輪2、4一旋轉(zhuǎn)芯軸、5一閥芯、6一閥套、7一活塞、8一缸體電液步進缸的工作原理:當步進電機1在輸入一個正脈沖的作用下轉(zhuǎn)過一個正向步矩角時，經(jīng)齒輪2、3嚙合帶動滑閥的芯軸4旋轉(zhuǎn)，再由芯軸旋轉(zhuǎn)帶動閥芯5經(jīng)螺紋傳動產(chǎn)生向前的一定的軸向位移，由于活塞尚未移動使滑閥的閥芯5和閥套6的進油口之間有了開口(同時關閉無桿腔的回油口)，壓力油進入液壓缸的無桿腔，這樣就相當于一個差動缸
【參考文獻】：
期刊論文
[1]數(shù)字伺服步進液壓缸的密封和摩擦特性分析[J]. 肖志權,邢繼峰,朱石堅,彭利坤. 液壓與氣動. 2007(02)
[2]模糊自整定PID控制器設計以及MATLAB仿真分析[J]. 肖奇軍,李勝勇. 計算機仿真. 2005(09)
[3]一種新型數(shù)字液壓缸的研究[J]. 邢繼峰,曾曉華,彭利坤. 機床與液壓. 2005(08)
[4]閉環(huán)控制數(shù)字液壓缸及實驗研究[J]. 魏祥雨,王世耕,胡捷,任禮英,湯春艷. 液壓與氣動. 2005(07)
[5]閉環(huán)控制數(shù)字液壓缸及其控制系統(tǒng)[J]. 潘易龍,張毅,魏祥雨. 液壓氣動與密封. 2005(03)
[6]PLC直接控制的電液步進液壓缸[J]. 康晶,孟廣耀. 機床與液壓. 2004(04)
[7]電液步進馬達的PLC控制[J]. 康晶,楊國田. 機械制造. 2004(01)
[8]國外動力液壓缸的發(fā)展狀況[J]. 李良福. 機械工程師. 2002(09)
[9]數(shù)字式液壓缸和數(shù)字式液壓系統(tǒng)[J]. 孫峰,錢榮芳,馬群力. 液壓與氣動. 2002(08)
[10]高精度電液步進缸的應用研究[J]. 鄭華文,吳張永,孫海洪. 重慶工業(yè)高等�？茖W校學報. 1999(Z1)
本文編號：2926248
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