叶片式摆动马达低速性能与旁路阻尼关系的研究

发布时间：2020-03-19 21:57

【摘要】：伺服阀控叶片式摆动马达系统是液压仿真测试转台的主要驱动系统,阀控马达系统的性能直接决定仿真转台的工作性能。随着航天工业以及军事技术的发展,对于仿真转台的技术水平、应用领域以及使用要求都逐步提高。阀控马达系统作为仿真转台的核心驱动系统,对于马达的最高输出速度、最低输出速度、以及稳定性方面提出要求;伺服阀控马达系统的低速稳定运行是重要研究方向。仿真转台的阀控马达系统使用零开口四边滑阀为放大级,控制液压马达工作腔输入流量;零开口四边滑阀在伺服阀零位附近的压力-流量系数趋近于零,导致系统在伺服阀零位附近的阻尼比较小,稳定性差;为了适应系统稳定性方面的要求,在马达旁路增加旁路节流阀,通过增大马达的内泄漏流量,增大阀控马达系统阻尼比;使得阀控马达系统在伺服阀零位附近具有较好的控制稳定性。同时伺服阀零位附近的输出流量较小,对应的马达输出角速度较小,增加旁路节流阀使得输入马达的有效流量减小,直接影响马达的输出角速度。本文主要研究了阀控马达系统最低稳定速度与系统阻尼比之间的关系。通过建立带有旁路节流通道的阀控马达系统数学模型,从系统控制稳定性角度分析加入旁路节流阀对于阀控马达系统的影响;推导出马达的输出角速度的时域表达式,分析马达最低稳定速度的主要影响因素;通过数学推导建立马达最低稳定速度与系统阻尼比ξ、马达静摩擦力矩、马达轴上惯性负载的转动惯量J之间的数学关系,并使用MATLAB进行隐函数求解。使用AMESim液压系统仿真软件进行系统仿真,验证数学建模及计算结果的正确性;并对系统进行闭环仿真,提出对应补偿措施,进行仿真验证。为阀控马达系统的旁路节流阀的使用以及伺服阀控制提供工程实践依据。
【图文】：

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图 1.2 密封方式示意图大学李树立等人将叶片式摆动马达的内泄漏流量分为漏进行精确计算，提出可以使用静压支撑技术将内泄漏进行了仿真分析，得出使用静压支撑技术对于减小马达马达可靠性具有重要意义[16]；哈尔滨工业大学崔晓、董元分析计算马达内部接触密封的接触应力，使用逆解法泄漏流量，以及摩擦力，，分析了 O 形圈的预压缩量的大转速的关系，对马达的密封设计提出参考[13]；北京航空马达的内泄漏组成，提出马达内漏模型为非线性泄漏，动马达的内泄漏不仅与马达的密封预压紧力、相对线速转角也有关系；并进行实验验证[15]；马达系统，从系统控制稳定性以及马达响应角度来看，统控制是有利的；可以提高系统阻尼比，使得系统具有流量通过文献[15-16]的研究，由于密封结构的原因，马达系，且与马达的工作腔的角度有关，不容易进行控制；

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第 2 章系统数学模型建立针对伺服阀控带有旁路节流阀的摆动马达系统进行建模。叶片式摆动马达采用接密封，引入其摩擦特性数学模型；叶片式摆动马达内泄漏的准确模型；对于旁路节流道的泄漏流量方程进行线性化；建立阀控叶片式摆动马达系统的数学建模。2.1 系统组成及工作原理2.1.1 伺服阀控马达系统组成伺服阀控马达系统包括有：恒压液压源、指令元件、检测元件、放大转换元件、行元件、控制对象；其中恒压液压源通常由定量泵加溢流阀构成；指令元件通常指计机、单片机或者可编程控制器等；检测元件通常是指系统中的位置、力、速度、加速传感器等；放大转换元件通常指伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀等；液压执行件有液压缸、液压马达、摆动马达等；控制对象指被控制的机器设备或物体[4,5]。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH137.51

【参考文献】