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流体脉动的入流式主动控制

发布时间:2017-12-28 03:22

  本文关键词:流体脉动的入流式主动控制 出处:《西南交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 流体脉动 入流式 主动控制 压电陶瓷 滤波-XLMS算法


【摘要】:随着液压系统向着高精度、低噪声的趋势发展,流体脉动已成为制约液压系统发展的一个关键因素。传统的脉动控制方式是被动式的,采用加装抗性消振器或阻性消振器,通过改变系统的阻抗来衰减系统的流体脉动。此类消振器往往结构参数固定或需要手调,不具有自适应能力,并且对压力脉动的中、高频削减效果较好,对于低频脉动往往削减效果不理想。近年来,参数自调整、适应不同操作条件的有源脉动主动控制方式越来越受到关注。有源脉动主动控制的基本原理是利用主动消振阀作为次级脉动源产生次级脉动波,次级脉动波与液压系统中的原有脉动波相互抵消,以消除液压系统中的脉动。在有源脉动主动控制方式中,很少有研究采用在主管路旁接一消振阀,通过消振阀向主管路注入小流量油液来抵消脉动的主动控制方式。本研究采用该种流体脉动的入流式主动控制方式进行了理论和仿真研究。首先通过间接实验结合仿真的方法验证流体脉动的入流式主动控制的可行性。然后针对柱塞泵引起的泵源脉动提出入流式主动控制系统,采用补油泵结合高频响的受控消振阀向管路中注入油液的方式产生次级脉动。基于压电陶瓷材料设计了具备抗电磁干扰、分辨率高、工作频率高等特点的消振阀作为有源脉动主动控制系统的执行机构,并建立了数学模型。分析得到该阀的响应频率在1000Hz以上,流量特性也满足要求。在控制器算法上,选择成熟度高、稳定性好、实时性佳的线性算法滤波-XLMS算法,文章对算法进行了详细推导。研究建立了流体脉动的自适应前馈入流式主动控制系统的Simulink仿真模型,仿真结果表明,针对泵源脉动的入流式主动控制方式在合适的参数匹配下可以达到66.7%的脉动衰减效果,甚至更高。分析了算法参数的取值对脉动衰减的影响关系。此外,还研究了液压系统参数如泵转速、补油泵工作压力对脉动衰减效果的影响。泵转速的提高会导致脉动衰减率降低;补油泵工作压力的增加可以提高脉动衰减率。此外,研究还将该流体脉动的入流式主动控制方法运用到了高速开关阀控系统中,衰减由高速开关阀动作带来的流体脉动,仿真结果表明,对除泵以外的周期性脉动也具有一定的脉动衰减能力,为面向更广泛的周期性脉动的主动控制方法提供了基础性参考结果。
[Abstract]:With the development of high precision and low noise in the hydraulic system, fluid pulsation has become a key factor restricting the development of hydraulic system. The traditional mode of pulsating control is passive, and the resistance of the system is attenuated by changing the impedance of the system. This kind of vibration absorber often has structural parameters fixed or manual adjustment, and it has no adaptive ability, and has a better effect on the middle and high frequency of pressure pulsation, and often does not cut down for low frequency pulsation. In recent years, more and more attention has been paid to active pulsating active control (active pulse active control) which adapts to different parameters and adapts to different operating conditions. The basic principle of active pulsating active control is to use secondary vibration source as secondary pulsating source to produce secondary pulsating wave, and secondary pulsating waves cancel each other with the original pulsating wave in hydraulic system, so as to eliminate the pulsation in hydraulic system. In active pulsating active control mode, few researches have adopted an anti vibration valve on the side of a main road, and the small flow oil is injected into the main road to cancel the active control mode of the pulsation. In this study, the active control mode of the flow pulsation of this kind of fluid is studied in theory and simulation. First, the feasibility of the active control of the fluid pulsation is verified by the indirect experiment and simulation. Then, an inflow active control system is proposed for the pump source pulsation caused by the plunger pump. The secondary pulsation is generated by adding the oil pump and the high frequency controlled vibration damping valve into the pipeline to inject oil into the pipeline. Based on piezoceramic materials, the anti vibration valve with the characteristics of high electromagnetic interference, high resolution and high working frequency is designed as the actuator of the active pulse active control system, and a mathematical model is established. The response frequency of the valve is above 1000Hz, and the flow characteristic is also satisfied. In the controller algorithm, the linear algorithm filter -XLMS algorithm with high maturity, good stability and good real-time performance is selected, and the algorithm is derived in detail. The Simulink simulation model of adaptive pre feed flow active control system for fluid pulsation is established. The simulation results show that the flow control mode for pump source pulsation can achieve 66.7% attenuation effect or even higher under suitable parameter matching. The influence of the value of the algorithm parameters on the attenuation of the pulsation is analyzed. In addition, the influence of the hydraulic system parameters, such as the pump speed and the working pressure of the pump, on the attenuation effect of the pulsation is also studied. The increase of the pump speed will lead to the decrease of the pulsation attenuation rate, and the increase of the working pressure of the pump can increase the attenuation rate of the pulsation. In addition, the study will also flow into the active control method is applied to the control system of the high speed on-off valve in fluid pulsation, fluid pulsation attenuation caused by the high speed on-off valve action, the simulation results show that also has a certain fluctuation attenuation ability of periodic pulsation except the pump, to provide a basic reference for the active control method for periodic pulsation of the broader.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH137

【参考文献】

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本文编号:1344372

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