开关液压源系统研究分析及其试验系统的设计与搭建

发布时间：2017-09-30 13:23

  本文关键词：开关液压源系统研究分析及其试验系统的设计与搭建

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【摘要】：传统液压传动系统相较电力传输系统,在多负载执行器场合存在升压困难、节流损耗大、负载匹配性差等问题。开关液压源系统通过电信号控制开关阀通断的方式,具有变压比可控、结构简单、损耗小的特点,其良好的负载适应特性,是未来高效多负载液压传动系统理想选择。目前,开关液压源系统研究尚不全面,尤其在系统元件参数影响及不同液容、液感组合系统的输出特性上缺乏综合全面的研究分析。本论文从电力传输与液压传动系统具有的相似性出发,围绕开关液压源原理特性及相关影响因素,从理论分析、系统建模与仿真、试验系统设计与搭建三方面开展了相关研究。依据电液模拟理论,探讨了液压系统液感、液容、开关元件与电路元件的对应关系,并通过分析分别建立了理论公式；在此基础上借鉴开关电源相关原理与特性,搭建了由液感、液容、高速开关阀等构成的开关液压源系统,对其实现机理与特性进行了分析。通过AMESim软件搭建了开关液压源系统仿真模型,完成参数调试,实现PWM控制下系统升压可调功能,验证相关原理的可行性。基于此仿真模型,分析了不同液容、液感元件参数对开关液压源系统的影响,得出相关参数与系统输出压力、动态平衡时间、转速及压力脉动等输出特性之间的关系。在单个元件特性的研究基础上,构建不同液容、液感元件组合的开关液压源系统进行综合比较与分析,给出不同组合系统在升压特性、动态响应、输出脉动等方面的特点及优劣势,对系统优化设计具有一定参考价值。模拟了开关液压源系统在多负载执行器场合的应用,当出现负载变化或某负载控制策略改变时,系统同样具有稳定可控的输出特性。结合液压传动系统理论与仿真计算数据,设计并搭建了开关液压源测试系统,具备对压力、流量、转速、位移等多信号的采集与处理。通过利用LabVIEW编写的试验系统可视化操作软件,可实时调整试验参数及同步显示操作结果,为理论分析及仿真研究提供硬件平台支持。通过本论文的研究,系统了解了开关液压源系统的性能特点和规律特性,并完成了其性能测试系统平台设计和搭建,为开关液压源系统的进一步研究与应用提供了参考与支持。
【关键词】：开关液压源 PWM 电液模拟 液容 液感
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题选题的背景及意义9-11
• 1.2 开关液压源概述11-12
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势12-13
• 1.4 本文主要研究内容及技术路线13-14
• 2 开关液压源系统的原理分析与理论建模14-25
• 2.1 开关电源原理14-15
• 2.2 开关液压源构成元件的特性分析15-22
• 2.3 开关液压源系统建模与分析22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 基于AMESim的开关液压源系统建模和仿真分析25-51
• 3.1 AMESim软件介绍25-26
• 3.2 开关液压源传动系统的仿真建模与参数调试26-31
• 3.3 液感元件对开关液压源系统的影响31-38
• 3.4 液容元件对开关液压源系统的影响38-43
• 3.5 不同液容、液感组合的开关液压源系统输出特性比较43-47
• 3.6 多负载下系统输出特性47-50
• 3.7 本章小结50-51
• 4 开关液压源试验系统的设计与搭建51-65
• 4.1 液压传动模块的设计51-56
• 4.1.1 供油系统参数选取52-53
• 4.1.2 关键元件及管路参数选取53-55
• 4.1.3 其它相关元件的选定55-56
• 4.2 信号检测模块的设计选型56-58
• 4.3 系统控制模块58-64
• 4.3.1 电气控制部分59
• 4.3.2 系统测控部分59-61
• 4.3.3 程序控制部分61-64
• 4.4 本章小结64-65
• 5 结论与展望65-67
• 5.1 论文总结65-66
• 5.2 研究展望66-67
• 参考文献67-70
• 攻读学位期间发表的学术论文70-71
• 致谢71

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本文编号：948440