新型数字液压缸系统的设计与研究

发布时间：2017-07-07 07:07

  本文关键词：新型数字液压缸系统的设计与研究

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【摘要】：世界传统液压技术一直没有实质性突破,其行业发展也是举步维艰,计算机技术与传统液压技术相结合成为新的研究趋势,数字液压技术应运而生。通过查阅控制技术、液压技术等相关资料及研究分析国内外数字液压缸的发展现状,最终确立本课题的研究方向。本文设计研究的数字液压缸,其主要组成为步进电机、数字阀块、缸体、端盖、活塞、活塞杆、机械反馈机构、排气装置等,步进电机与数字阀块、缸体依次相连,将液压滑阀设计在数字阀块内部,机械反馈机构设计在活塞杆内,并与液压滑阀机械连接,对数字液压缸闭环反馈。数字液压缸所有的控制功能是通过控制步进电机旋转的角速度、角位移来实现的,步进电机通过驱动器能够接收PLC可编程控制器发出的数字脉冲序列,此脉冲序列的发送频率和数量直接影响步进电机的角速度和角位移,从而达到数字化控制的目的。本论文具体阐述了数字液压缸的结构设计特点及其工作原理,绘制内部具体结构的CAD图,确定数字液压缸结构设计总体方案。通过深入研究数字液压缸系统各个组成环节,正确建立出系统的传递函数数学模型,给定系统仿真参数,利用Matlab/Simulink仿真工具,对数字液压缸系统进行模拟仿真分析。具体分析了数字液压缸系统的稳定性及在额定负载下,系统对阶跃信号和正弦信号的响应情况。利用PLC作为整个数字液压缸控制系统的控制器,介绍了PLC控制系统的设计步骤,对输入输出I/O地址进行分配,并绘制出本系统的程序控制流程图。本论文的研究成果为今后数字液压系统的研究开发提供了理论依据,论文中丰富的材料和仿真数据具有重要参考价值。
【关键词】：数字液压缸 数学模型 Matlab/Simulink仿真 PLC控制
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 国内外发展现状12-15
• 1.2.1 国内发展现状13-14
• 1.2.2 国外发展现状14-15
• 1.3 数字液压缸及控制原理15-17
• 1.4 本论文研究的目的及主要内容17-19
• 第2章 数字液压缸结构系统设计19-29
• 2.1 数字液压缸工作原理19-21
• 2.2 数字液压缸结构设计21-22
• 2.3 滚珠丝杠的选型22-23
• 2.4 步进电机的介绍与选型23-25
• 2.4.1 步进电机的介绍23-25
• 2.4.2 步进电机的选型25
• 2.5 驱动器的选型及接线方式25-28
• 2.5.1 驱动器的选型25-26
• 2.5.2 驱动器的接线方式26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第3章 数字液压缸数学模型建立29-37
• 3.1 输入环节模型建立29
• 3.2 转换机构环节模型建立29-30
• 3.3 液压滑阀流量连续性方程建立30-32
• 3.4 数字缸流量连续性方程建立32-33
• 3.5 数字液压缸力平衡方程建立33-35
• 3.6 数字液压缸数学模型建立35
• 3.7 数字缸动态参数分析35
• 3.8 本章小结35-37
• 第4章 数字液压缸系统仿真分析37-45
• 4.1 液压系统仿真技术37-38
• 4.2 基于MATLAB数字缸仿真分析38-40
• 4.2.1 仿真工具简介38-39
• 4.2.2 确定仿真参数39-40
• 4.3 系统稳定性分析40-41
• 4.4 建立数字液压缸仿真模型41-44
• 4.4.1 系统对阶跃信号的响应42-43
• 4.4.2 系统对正弦信号的响应43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第5章 数字液压缸控制系统设计45-56
• 5.1 PLC控制系统设计45-48
• 5.1.1 PLC基本结构45-46
• 5.1.2 PLC控制系统设计步骤46-47
• 5.1.3 PLC的选型47-48
• 5.1.4 PLC技术参数48
• 5.2 智能计数器介绍及选型48-51
• 5.2.1 智能计数器的选型48-49
• 5.2.2 ZN48智能双显计数器参数49
• 5.2.3 接线端子及屏幕显示49-51
• 5.3 输入输出I/O地址分配51-52
• 5.4 程序控制流程52-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第6章 总结与展望56-58
• 6.1 总结56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 作者简介62
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果62-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙雪冬;潘越;;数字液压缸的建模分析[J];科技创新与应用;2015年15期

2 陈佳;邢继峰;彭利坤;;基于传递函数的数字液压缸建模与分析[J];中国机械工程;2014年01期

3 邱法维;沙锋强;王刚;张宏基;刘作印;;数字液压缸技术开发与应用[J];液压与气动;2011年07期

4 邓飙;邱义;张宝生;;液压缸行程检测技术研究现状[J];液压与气动;2008年11期

5 刘志明;戴明;匡海鹏;;一种步进电机细分控制方法[J];机械设计与制造;2008年11期

6 江桂云;王勇勤;严兴春;;液压伺服阀控缸动态特性数学建模及仿真分析[J];四川大学学报(工程科学版);2008年05期

7 宋龙堂;郝勇;叶树明;;限动芯棒连轧管机液压伺服控制系统的数学建模研究[J];机床与液压;2007年12期

8 鲁修琼;;步进电机原理及应用[J];广播电视信息(下半月刊);2007年05期

9 张芬;沈胜利;;步进电动机及其选用[J];科技信息(学术研究);2007年08期

10 肖志权;邢继峰;朱石坚;彭利坤;;数字伺服步进液压缸的密封和摩擦特性分析[J];液压与气动;2007年02期

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本文编号：529174