發(fā)布時(shí)間：2020-04-15 07:34

【摘要】： 力矩馬達(dá)作為伺服閥的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置,其動(dòng)態(tài)特性對整個(gè)伺服閥的特性有較大影響。磁流體是一種在外加磁場作用下具有較大磁化強(qiáng)度的磁性液體,利用其磁化、阻尼和潤滑特性的應(yīng)用日趨廣泛。本文提出利用磁流體的特殊性質(zhì),將磁流體添加到伺服閥力矩馬達(dá)的工作間隙中,從而改善伺服閥力矩馬達(dá)動(dòng)態(tài)性能的方法。由于磁流體具有較大的導(dǎo)磁率,可提高力矩馬達(dá)磁路效率、增大力矩馬達(dá)的輸出力矩和位移,從而增加伺服閥的輸出流量;同時(shí),利用磁流體的粘度特性,可增強(qiáng)力矩馬達(dá)阻尼及抗干擾能力,從而增強(qiáng)伺服閥及伺服控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 本文對不添加磁流體和添加磁流體的力矩馬達(dá)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究,采用MATLAB/Simulink仿真軟件,分析了力矩馬達(dá)及磁流體參數(shù)變化時(shí),力矩馬達(dá)的動(dòng)態(tài)特性,給出了時(shí)域和頻域分析結(jié)果;采用高速激光位移傳感器,對不添加磁流體和添加磁流體時(shí),力矩馬達(dá)的頻率響應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,從而對數(shù)學(xué)模型及仿真方法進(jìn)行了驗(yàn)證。在理論模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,用最小二乘參數(shù)辨識的方法對力矩馬達(dá)中的不確定參數(shù)及磁流體參數(shù)進(jìn)行辨識,從而對添加磁流體的力矩馬達(dá)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)建模。最后,對干擾信號作用下添加磁流體和不添加磁流體的力矩馬達(dá)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行了仿真研究,給出了磁流體作用下力矩馬達(dá)的抗干擾效果。
【圖文】：

圖 1-1 電液伺服閥基本結(jié)構(gòu)圖Figure1-1 Structural diagram of servo valve可見，作為電—機(jī)械轉(zhuǎn)換元件是連接電氣器件和液壓器件的橋梁，是閥甚至液壓控制系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一[4]。在電液伺服閥各環(huán)節(jié)中，電換元件的響應(yīng)速度最低，因此提高電液伺服閥的頻寬和響應(yīng)速度，必—機(jī)械轉(zhuǎn)換元件的頻寬，這一點(diǎn)對射流管式伺服閥來說尤其重要。射閥由于其優(yōu)越的抗污染性、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，已在航空、航天、船舵到了廣泛的應(yīng)用。但是與目前普遍使用的噴嘴擋板式伺服閥相比，射閥由于射流管轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、響應(yīng)速度慢和工作壓力較高時(shí)射流管內(nèi)流易產(chǎn)生較大的振動(dòng)等缺點(diǎn)，影響了射流管伺服閥的進(jìn)一步推廣和使用，隨著先進(jìn)制造技術(shù)、新型功能材料的研制開發(fā)，使得提高電—機(jī)械性能成為現(xiàn)實(shí)，而且這已經(jīng)成為電液伺服閥重要的研究發(fā)展方向。因要對如何提高電—機(jī)械轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行深入的研究。 伺服閥力矩馬達(dá)分類及工作原理

a)平動(dòng)力馬達(dá) b)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩馬達(dá)圖 1-2 動(dòng)圈式力馬達(dá)和力矩馬達(dá)Figure1-2 Moving coil motor and torque motor動(dòng)圈式力馬達(dá)不僅結(jié)構(gòu)簡單，，而且線性行程范圍大，線性好，滯環(huán)小。但工作頻帶寬度受動(dòng)圈組件固有頻率的限制、尤其當(dāng)動(dòng)圈直接拖動(dòng)滑閥，運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量較大，或濕式結(jié)構(gòu)方案中，動(dòng)圈受油的阻尼限制、其工作頻寬較窄[6]。1.2.2 動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)永磁力矩馬達(dá)是應(yīng)用最為廣泛的一種電—機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置。這類機(jī)構(gòu)可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（力矩馬達(dá)）或直線運(yùn)動(dòng)（力馬達(dá)），所產(chǎn)生的力矩或力則與輸入電流成正比，力矩馬達(dá)較為常用，下圖所示的力矩馬達(dá)更是得到了普遍應(yīng)用。這也是本文要研究的力矩馬達(dá)類型。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH137

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王全想;;磁流體潤滑劑的應(yīng)用[J];合成潤滑材料;2010年04期

2 李曦;張?zhí)m英;黃坤;熊锃;;復(fù)合磁性納米粒子的合成和特性研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

3 葉建軍;劉桂雄;劉宏;;基于磁流體黏性負(fù)載效應(yīng)的壓電層狀結(jié)構(gòu)SH-SAW傳播特性分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2011年19期

4 賈繼云;袁亞莉*;黃芬;徐麗華;劉雅蘭;黃笑寒;;Fe_3O_4磁流體對鈾(VI)的吸附研究[J];南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

5 鐘明;;磁流體導(dǎo)軌的制造與測試[J];裝備制造技術(shù);2011年08期

6 陳瑞鋒;魏志軍;王寧飛;;磁控進(jìn)氣道的臨界焓提取率研究與數(shù)值驗(yàn)證[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2011年08期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李松晶;宋彥偉;李曉東;方振剛;;采用磁流體的伺服閥力矩馬達(dá)靜態(tài)試驗(yàn)研究[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

2 劉俊紅;顧建明;;磁流體的熱力學(xué)特性和應(yīng)用[A];上海市制冷學(xué)會(huì)二○○一年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

3 黃巍;吳文彬;王曉雷;;采用磁流體潤滑的磁性功能表面靜摩擦力研究[A];2011年全國青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

4 彭敬輝;李松晶;張亮;;伺服閥力矩馬達(dá)的振動(dòng)特性研究[A];中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)流體傳動(dòng)與控制分會(huì)第六屆全國流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

5 黃萬撫;許孫曲;;MHSJS的影響因素[A];中國有色金屬學(xué)會(huì)第三屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集——科學(xué)技術(shù)論文部分[C];1997年

6 張亮;彭敬輝;李松晶;;噴嘴擋板伺服閥力矩馬達(dá)振動(dòng)特性的諧響應(yīng)分析[A];第十五屆流體動(dòng)力與機(jī)電控制工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

7 楊文榮;楊慶新;劉素貞;陳海燕;李德才;;磁流體傾斜角傳感器的研究[A];電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

8 楊志伊;陳俊;劉書進(jìn);高宏;;磁流體在礦井提升機(jī)滑動(dòng)軸承鐵譜監(jiān)測中的應(yīng)用[A];21世紀(jì)高效集約化礦井學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2001年

9 孫景峰;楊慶新;張闖;楊文榮;劉福貴;;磁流體加速度傳感器外圍電路的研究與設(shè)計(jì)[A];電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

10 曲雪云;洪峰;那學(xué)智;;某型氣動(dòng)舵機(jī)力矩馬達(dá)靜特性研究[A];中國航空學(xué)會(huì)控制與應(yīng)用第十二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 連俊　嚴(yán)陸光 （本報(bào)記者 連�。�;寂寞耕耘最英雄[N];經(jīng)濟(jì)日報(bào);2009年

2 ;燃煤磁流體發(fā)電技術(shù)[N];中國冶金報(bào);2001年

3 ;納米材料在電子工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用[N];中國電子報(bào);2001年

4 周有恒;燃煤磁流體發(fā)電[N];中國化工報(bào);2001年

5 王瑞良;超導(dǎo)潛艇[N];山東科技報(bào);2002年

6 耿海軍;新概念潛艇：欲為海戰(zhàn)新霸主[N];解放軍報(bào);2005年

7 記者 陸雙平 馮紹健;關(guān)鋁借東風(fēng)展“十五”藍(lán)圖[N];中國有色金屬報(bào);2001年

8 記者 毛黎;磁流體過熱療法可摧毀癌組織[N];科技日報(bào);2010年

9 君芳;核電發(fā)展將為海內(nèi)外廠商提供商機(jī)[N];中國電力報(bào);2001年

10 孟昭敏;高技術(shù)陶瓷[N];科技日報(bào);2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李學(xué)慧;納米磁流體的等離子體制備及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];大連理工大學(xué);2004年

2 劉全;Z-Pinch磁流體力學(xué)方程組的數(shù)值模擬方法[D];中國工程物理研究院北京研究生部;2002年

3 王桂華;荷瘤大鼠磁流體熱療影響腫瘤血管生成的研究[D];中南大學(xué);2008年

4 代玉杰;柱對稱磁約束等離子體Line-Tied不穩(wěn)定性的數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2009年

5 孫曉霞;剪切流對磁重聯(lián)層結(jié)構(gòu)影響的MHD數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2007年

6 崔少燕;等離子體流驅(qū)動(dòng)的電阻壁模式的數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2007年

7 馮雪梅;磁流阻尼可控理論及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

8 王正洶;托卡馬克等離子體雙撕裂模不穩(wěn)定性的MHD研究[D];大連理工大學(xué);2007年

9 余聰;流體及磁流體力學(xué)在天體物理中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)院研究生院（云南天文臺）;2005年

10 賀連香;半乳糖化白蛋白磁性阿霉素納米粒聯(lián)合交變磁場對肝癌的影響研究[D];中南大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 方振剛;添加磁流體的力矩馬達(dá)靜態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

2 宋彥偉;采用磁流體的力矩馬達(dá)動(dòng)態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

3 王紅麗;采用磁流體的噴嘴擋板伺服閥動(dòng)態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

4 楊正東;基于格子Boltzmann方法的磁流體特性研究[D];南京理工大學(xué);2004年

5 張文濤;磁流體傾斜角傳感器的實(shí)驗(yàn)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2004年

6 楊華;水基四氧化三鐵磁流體的制備及其性能研究[D];中南大學(xué);2003年

7 孫永康;磁性鐵氧體納米顆粒及其相關(guān)結(jié)構(gòu)的調(diào)控制備[D];東南大學(xué);2004年

8 張俊山;磁性載藥殼聚糖微球的制備及其性能表征[D];中南大學(xué);2004年

9 胡書春;核-殼結(jié)構(gòu)磁性高分子的制備及其電磁學(xué)性能研究[D];西南交通大學(xué);2004年

10 劉婷;基于磁流體的長周期光纖光柵磁光可調(diào)諧光濾波器[D];上海交通大學(xué);2008年

本文編號：2628300