【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程控制中的廣泛應(yīng)用與發(fā)展,電液控制系統(tǒng)及其元件的數(shù)字化成為一種發(fā)展趨勢(shì)。采用開(kāi)關(guān)閥實(shí)現(xiàn)電液伺服控制是一種簡(jiǎn)便有效的方法,是流體傳動(dòng)控制的一個(gè)新方向。廣義脈碼調(diào)制(GPCM)液壓伺服控制是采用開(kāi)關(guān)閥實(shí)現(xiàn)伺服控制的一種新方法,它以普通開(kāi)關(guān)閥為基本控制元件,是一種廉價(jià)、實(shí)用的電液開(kāi)關(guān)伺服控制,尤其適合流量大、速度控制范圍廣及工作環(huán)境惡劣的液壓控制系統(tǒng)。本文從理論與實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了深入地研究。 本文闡述了脈碼調(diào)制(PCM)控制機(jī)理及其基本特性,建立了幾種典型的PCM液壓控制回路,并在此基礎(chǔ)上針對(duì)傳統(tǒng)PCM液壓控制所固有的控制精度與控制范圍、穩(wěn)定性與快速性之間的矛盾,首次提出了GPCM控制予以解決。通過(guò)理論分析,建立了GPCM控制液壓伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性分析打下了基礎(chǔ)。利用描述函數(shù)與相平面非線性分析方法,首次對(duì)GPCM液壓控制系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行了深入研究,得出確定最小流量的方法。研究了廣義脈碼調(diào)制的編碼規(guī)律,使其實(shí)現(xiàn)大流量輸出,能夠在滿足控制精度的前提下,具有較大的調(diào)速范圍。解決了控制精度與控制范圍、穩(wěn)定性與快速性之間的矛盾。 首次對(duì)廣義脈碼調(diào)制閥的內(nèi)部壓力與流量分布的關(guān)系進(jìn)行了研究,得出了閥內(nèi)壓力沿液體流動(dòng)方向的變化規(guī)律,遵循此規(guī)律合理設(shè)置GPCM控制閥的各流量控制基元位置,可保證較準(zhǔn)確地控制閥流量。 對(duì)GPCM控制的液壓位置伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行了理論與仿真分析,設(shè)計(jì)出了一種適用于GPCM控制液壓伺服系統(tǒng)的控制策略,它是一種混合控制方式,由Bang-Bang控制、PID控制和模糊控制構(gòu)成。它的特點(diǎn)是在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不依賴于系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型,試驗(yàn)研究得到了預(yù)期控制效果。 最后將GPCM控制液壓位置伺服系統(tǒng)應(yīng)用于多關(guān)節(jié)式機(jī)器人的伺服驅(qū)動(dòng),研究了多關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)控制和在這種驅(qū)動(dòng)方式下的機(jī)械手定位與跟蹤控制,取得了滿意的效果。
【圖文】：

圖“5.5主進(jìn)油流道分流前后壓力變化圖同’樣在回流’主流道上的六個(gè)匯流支路附近取六組點(diǎn)，按從左到右順序分別為bll、blZ，··…，，乞61、b62，各點(diǎn)的壓力如圖5.6所示，此時(shí)油液流動(dòng)方向?yàn)閺挠抑磷?#183;。在流量較大韻匯流處，壓力降低很明顯，，如圖中第五個(gè)匯流支路前后的點(diǎn)b52處的壓力值比bsl點(diǎn)處l的壓力值下降顯著，而在小流量的匯流處，壓力變化不明顯，壓降主要為沿程阻力損失引起。

圖5;6主回油流道匯流點(diǎn)前后壓力變化圖流體在流經(jīng)節(jié)流口、閥口和彎道時(shí)，由于流線不能轉(zhuǎn)折或相交，將會(huì)產(chǎn)生渦旋，導(dǎo)致能量損失和流體噪聲。圖5.6表示整個(gè)GPCM控制閥內(nèi)紊流強(qiáng)度的分布情況，可以看出在流量較大的節(jié)流控制基元處紊流強(qiáng)度最大。圖5.7是兩個(gè)節(jié)流單元局部放大的流線示意圖，可以看出在分流支路附近產(chǎn)生了較強(qiáng)的渦旋區(qū)，同樣在匯流點(diǎn)附近也產(chǎn)生較大的渦旋區(qū)。在設(shè)計(jì)閥時(shí)，需考慮漩渦區(qū)對(duì)閥節(jié)流口的影響，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇合適的流道長(zhǎng)度。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：TH137.5

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 劉榮;廣義脈碼調(diào)制液壓伺服控制理論及其應(yīng)用[J];機(jī)床與液壓;2005年02期

2 劉榮,王宣銀;GPCM控制閥內(nèi)流道流場(chǎng)仿真[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2005年04期

3 周輔疆;王宣銀;李強(qiáng);徐志鵬;;廣義脈碼調(diào)制控制閥的建模與頻響仿真分析[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2007年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 梅紅偉;多通道汽車疲勞試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2651394