电液步进缸的建模与仿真
发布时间：2020-12-19 16:50
本论文以日本石川岛播磨重工业株式会社（ISHIKAWAJIMA-HARIMA HEAVY INDUSTRIES CC. LTD）生产的一种电液步进缸为研究对象,详细研究了内置式电液步进缸的性能、组成、工作原理及控制方式等。本论文分析了该电液步进缸的基本工作原理,把其简化为三通阀控制差动缸的物理模型,在此基础上利用已知系统和元件的参数建立了数学模型,该模型能够准确体现系统的动、静态特性。本文在建立的合理的数学模型的基础上,用MATLAB软件对系统的稳定性作了分析。并且利用MATLAB软件的Simulink仿真出来反映电液步进缸系统动态性能的曲线。对仿真的结果分析,虽然得到的结果能够满足系统的控制要求,但是仍存在一些不足。根据以上对系统动态性能的分析,本文在详细了解控制理论等相关知识的基础上,把PID控制器引入了系统,使系统的动态特性得到改进,控制效果也得到了一定的提高。为进一步提高系统的性能,本文最后介绍了模糊控制,引入了一种模糊自适应PID控制方法,仿真结果表明这种控制方法具有较好的响应能力、具有较高的稳定性,实现了系统性能的优化。
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内置活塞杆行程检测系统的液压缸Fig.1.1CylindermeasuredbyinsidePiston
图1.2数字油缸及数字控制器 F19.1.2Digitaleylinderanditseontrol从图1.2可知，该数字油缸外形与现有普通油缸没多少差别，但功能却大不一样，它几乎集中了现有液压技术的所有功能，它能直接接受专用数字控制器、计算机及PLC可编程序控制器发出的数字脉冲信号而可靠工作，脉冲频率代表速度，脉冲总数代表行程，一一对应。数字液压缸只需接通液压油源(如果输出力在1一2吨以下不需外接油源)，不需任何其它液压阀件和传感器，所有的功能都通过电子控制器直接设定，把传统液压控制中复杂的阀口控制技术彻底的改为了直接给定的电子控制技术，它不但取消了复杂的液压系统设计和各种油路设计及加工，而且把讨厌的现场调试直接搬到了办公室。众所周知
东北大学硕士学位论文第2章直接位移反馈电液步进缸和螺杆一螺母机构组成，主要组成见图2.1。升升夏 夏 :::::积积积积积 积积 积 彩彩 彩 彩 彩彩彩彩彩 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{泽泽激恻 恻 恻 恻 恻 口口口 口 口 111.、、 JJJJJJJJJJJ一/一 一 。 。。 。 。。--一回 -回回回回耳 耳耳耳耳 耳耳 耳 耳耳 耳 }}}}}-一一一----一 }}}}}一 {{{{{图2.1电液步进缸结构原理图 F19.2.1Theelectrieal一hydrauliestePPingeylinderPrineiPlediagram1一步进电机、2一齿轮l、3一齿轮2、4一旋转芯轴、5一阀芯、6一阀套、7一活塞、8一缸体电液步进缸的工作原理:当步进电机1在输入一个正脉冲的作用下转过一个正向步矩角时，经齿轮2、3啮合带动滑阀的芯轴4旋转，再由芯轴旋转带动阀芯5经螺纹传动产生向前的一定的轴向位移，由于活塞尚未移动使滑阀的阀芯5和阀套6的进油口之间有了开口(同时关闭无杆腔的回油口)，压力油进入液压缸的无杆腔，这样就相当于一个差动缸
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字伺服步进液压缸的密封和摩擦特性分析[J]. 肖志权,邢继峰,朱石坚,彭利坤. 液压与气动. 2007(02)
[2]模糊自整定PID控制器设计以及MATLAB仿真分析[J]. 肖奇军,李胜勇. 计算机仿真. 2005(09)
[3]一种新型数字液压缸的研究[J]. 邢继峰,曾晓华,彭利坤. 机床与液压. 2005(08)
[4]闭环控制数字液压缸及实验研究[J]. 魏祥雨,王世耕,胡捷,任礼英,汤春艳. 液压与气动. 2005(07)
[5]闭环控制数字液压缸及其控制系统[J]. 潘易龙,张毅,魏祥雨. 液压气动与密封. 2005(03)
[6]PLC直接控制的电液步进液压缸[J]. 康晶,孟广耀. 机床与液压. 2004(04)
[7]电液步进马达的PLC控制[J]. 康晶,杨国田. 机械制造. 2004(01)
[8]国外动力液压缸的发展状况[J]. 李良福. 机械工程师. 2002(09)
[9]数字式液压缸和数字式液压系统[J]. 孙峰,钱荣芳,马群力. 液压与气动. 2002(08)
[10]高精度电液步进缸的应用研究[J]. 郑华文,吴张永,孙海洪. 重庆工业高等专科学校学报. 1999(Z1)
本文编号：2926248
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内置活塞杆行程检测系统的液压缸Fig.1.1CylindermeasuredbyinsidePiston
图1.2数字油缸及数字控制器 F19.1.2Digitaleylinderanditseontrol从图1.2可知，该数字油缸外形与现有普通油缸没多少差别，但功能却大不一样，它几乎集中了现有液压技术的所有功能，它能直接接受专用数字控制器、计算机及PLC可编程序控制器发出的数字脉冲信号而可靠工作，脉冲频率代表速度，脉冲总数代表行程，一一对应。数字液压缸只需接通液压油源(如果输出力在1一2吨以下不需外接油源)，不需任何其它液压阀件和传感器，所有的功能都通过电子控制器直接设定，把传统液压控制中复杂的阀口控制技术彻底的改为了直接给定的电子控制技术，它不但取消了复杂的液压系统设计和各种油路设计及加工，而且把讨厌的现场调试直接搬到了办公室。众所周知
东北大学硕士学位论文第2章直接位移反馈电液步进缸和螺杆一螺母机构组成，主要组成见图2.1。升升夏 夏 :::::积积积积积 积积 积 彩彩 彩 彩 彩彩彩彩彩 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{泽泽激恻 恻 恻 恻 恻 口口口 口 口 111.、、 JJJJJJJJJJJ一/一 一 。 。。 。 。。--一回 -回回回回耳 耳耳耳耳 耳耳 耳 耳耳 耳 }}}}}-一一一----一 }}}}}一 {{{{{图2.1电液步进缸结构原理图 F19.2.1Theelectrieal一hydrauliestePPingeylinderPrineiPlediagram1一步进电机、2一齿轮l、3一齿轮2、4一旋转芯轴、5一阀芯、6一阀套、7一活塞、8一缸体电液步进缸的工作原理:当步进电机1在输入一个正脉冲的作用下转过一个正向步矩角时，经齿轮2、3啮合带动滑阀的芯轴4旋转，再由芯轴旋转带动阀芯5经螺纹传动产生向前的一定的轴向位移，由于活塞尚未移动使滑阀的阀芯5和阀套6的进油口之间有了开口(同时关闭无杆腔的回油口)，压力油进入液压缸的无杆腔，这样就相当于一个差动缸
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字伺服步进液压缸的密封和摩擦特性分析[J]. 肖志权,邢继峰,朱石坚,彭利坤. 液压与气动. 2007(02)
[2]模糊自整定PID控制器设计以及MATLAB仿真分析[J]. 肖奇军,李胜勇. 计算机仿真. 2005(09)
[3]一种新型数字液压缸的研究[J]. 邢继峰,曾晓华,彭利坤. 机床与液压. 2005(08)
[4]闭环控制数字液压缸及实验研究[J]. 魏祥雨,王世耕,胡捷,任礼英,汤春艳. 液压与气动. 2005(07)
[5]闭环控制数字液压缸及其控制系统[J]. 潘易龙,张毅,魏祥雨. 液压气动与密封. 2005(03)
[6]PLC直接控制的电液步进液压缸[J]. 康晶,孟广耀. 机床与液压. 2004(04)
[7]电液步进马达的PLC控制[J]. 康晶,杨国田. 机械制造. 2004(01)
[8]国外动力液压缸的发展状况[J]. 李良福. 机械工程师. 2002(09)
[9]数字式液压缸和数字式液压系统[J]. 孙峰,钱荣芳,马群力. 液压与气动. 2002(08)
[10]高精度电液步进缸的应用研究[J]. 郑华文,吴张永,孙海洪. 重庆工业高等专科学校学报. 1999(Z1)
本文编号：2926248
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