本文關(guān)鍵詞：間隙非線性對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)的影響及其補(bǔ)償方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：間隙是一種典型的多值非線性特性,其在伺服控制系統(tǒng)中往往導(dǎo)致系統(tǒng)中的能量積累,從而引起系統(tǒng)不穩(wěn)定或極限環(huán)振蕩。在電液位置伺服控制系統(tǒng)的研制過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)在液壓缸活塞桿耳環(huán)與負(fù)載之間球鉸連接處存在著間隙,該間隙會(huì)造成系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差增大、超調(diào)量增加、振蕩加劇,甚至在間隙值較大時(shí)誘發(fā)系統(tǒng)極限環(huán)振蕩等問(wèn)題,嚴(yán)重時(shí)使得控制系統(tǒng)工作失效。 針對(duì)以上問(wèn)題,在分析了系統(tǒng)主動(dòng)部分越過(guò)間隙過(guò)程中從動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)特征的基礎(chǔ)上,結(jié)合系統(tǒng)從動(dòng)部分阻尼較大的特性,建立了系統(tǒng)含有遲滯間隙特性的電液位置伺服控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。借助Matlab和AMEsim軟件對(duì)無(wú)間隙及間隙大小分別為0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.8mm和lmm的電液位置伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,分析了系統(tǒng)在含間隙時(shí)的頻響特性,及其在不同間隙大小時(shí)的位置響應(yīng)特性、速度響應(yīng)特性和力響應(yīng)特性；并在分析了現(xiàn)有幾種間隙補(bǔ)償和控制方法的基礎(chǔ)上,針對(duì)液壓缸活塞上耳環(huán)與負(fù)載軸間球鉸連接處的間隙,提出了在負(fù)載端增設(shè)補(bǔ)償液壓缸,與位置系統(tǒng)液壓缸形成雙缸聯(lián)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),在負(fù)載往返運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,補(bǔ)償缸對(duì)負(fù)載施加與位置系統(tǒng)液壓缸方向相反的力,使負(fù)載始終與位置系統(tǒng)液壓缸緊壓在間隙的一側(cè),以達(dá)到完全補(bǔ)償系統(tǒng)中間隙的方法。利用AMESim軟件進(jìn)行的建模和仿真分析表明,此方法從結(jié)構(gòu)上完全補(bǔ)償了系統(tǒng)中的間隙。 最后,對(duì)一個(gè)球鉸軸套與負(fù)載軸間最大間隙為1mm的實(shí)際電液位置伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)中具體的參數(shù)指標(biāo),選取了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中所需要的液壓元件和傳感器等部件,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的測(cè)控部分,運(yùn)用NI LabVIEW軟件與CompactRIO下位機(jī)結(jié)合對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制。研究結(jié)果表明：隨著球鉸軸套與負(fù)載軸連接處間隙值的增大,系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)振蕩加劇,穩(wěn)態(tài)誤差增大、超調(diào)量增加、,甚至在間隙值達(dá)到lmm左右時(shí),出現(xiàn)極限環(huán)振蕩現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：電液位置伺服系統(tǒng) 間隙非線性 極限環(huán)振蕩 間隙補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH137
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題來(lái)源10
• 1.2 課題研究背景及意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.3.1 間隙非線性的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 間隙補(bǔ)償策略國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.3 含間隙控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究16-18
• 1.4 論文的主要內(nèi)容18-20
• 第2章 含間隙非線性的電液位置伺服系統(tǒng)模型20-30
• 2.1 電液位置伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)20
• 2.2 不含間隙的電液位置伺服系統(tǒng)模型20-23
• 2.2.1 閥的流量方程21
• 2.2.2 液壓缸的流量連續(xù)性方程21-22
• 2.2.3 液壓缸和負(fù)載的力平衡方程22
• 2.2.4 位置傳感器的數(shù)學(xué)模型22
• 2.2.5 伺服放大器的數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.3 間隙非線性模型23-27
• 2.3.1 間隙的“死區(qū)”模型23-24
• 2.3.2 間隙的“振-沖”模型24-26
• 2.3.3 間隙的“遲滯”模型26-27
• 2.4 含間隙非線性的電液位置伺服系統(tǒng)27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 間隙非線性對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)的影響30-38
• 3.1 負(fù)載軸與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接處間隙變化分析30-31
• 3.2 間隙大小對(duì)系統(tǒng)位置控制品質(zhì)的影響31-34
• 3.2.1 系統(tǒng)頻率響應(yīng)分析31-32
• 3.2.2 階躍響應(yīng)分析32-34
• 3.3 間隙對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)負(fù)載速度的影響分析34-35
• 3.4 間隙對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)負(fù)載力的影響分析35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 電液位置伺服系統(tǒng)中間隙非線性補(bǔ)償方法研究38-47
• 4.1 電液位置伺服系統(tǒng)中間隙的補(bǔ)償分析38-39
• 4.2 基于雙閥控制雙液壓缸的間隙補(bǔ)償法39-41
• 4.2.1 補(bǔ)償原理39-40
• 4.2.2 仿真分析40-41
• 4.3 基于單閥控制雙液壓缸的間隙補(bǔ)償法41-44
• 4.3.1 補(bǔ)償原理41-43
• 4.3.2 仿真分析43-44
• 4.4 改進(jìn)的單閥控制雙液壓缸間隙補(bǔ)償結(jié)構(gòu)44-46
• 4.4.1 補(bǔ)償原理44
• 4.4.2 仿真分析44-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 含間隙電液位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)47-58
• 5.1 電液位置伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-52
• 5.1.1 系統(tǒng)供油壓力的選擇47-48
• 5.1.2 液壓缸的選擇48-49
• 5.1.3 伺服閥的選擇49-50
• 5.1.4 位移傳感器的選擇50-51
• 5.1.5 反饋編碼器的選擇51
• 5.1.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)51-52
• 5.2 間隙設(shè)計(jì)52-54
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析54-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 全文總結(jié)與展望58-60
• 1 全文總結(jié)58
• 2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-66
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄66-67
• 附錄B 科研實(shí)踐67

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：335648