电液伺服斜盘柱塞式液压变压器的研究
发布时间：2018-06-10 09:50
本文选题：液压变压器 + 恒压网络 ； 参考：《哈尔滨工业大学》2013年博士论文
【摘要】：随着人类社会的发展，能源问题越来越引起人们的重视，在液压传动领域，如何提高液压系统的效率，降低能耗一直是人们研究的热点。恒压网络二次调节技术一方面可以使动力源工作在高效区，另一方面降低了液压系统的节流损失并且可以对负负载的能量进行回收再利用，因此极大的提高了整个液压系统的传动效率，有广阔的应用前景。基于恒压网络容积控制的二次调节静液传动技术只能应用在旋转负载情况下，当执行元件为直线负载时就必须用到液压变压器。集成式液压变压器将液压泵/马达功能集成于一体，结构紧凑、体积小，可以在恒压网络容积控制二次调节静液传动系统中无节流损失的控制液压执行元件，还可以回收负负载的能量，简化了液压系统的结构，提高了液压系统的效率，因此，对集成式液压变压器的研究具有重要的理论意义和实用价值。 在查阅大量国内外相关文献的基础上，对目前国内外研究的液压变压器进行了分类，重点分析了集成式液压变压器的工作原理及其应用前景，阐述了国内外集成式液压变压器的应用与发展状况，提出了论文的主要研究内容。 集成式液压变压器是一种新型的液压元件，首先对其变压原理进行了理论分析，基于理论分析设计了电液伺服摆动液压马达做为液压变压器的伺服驱动机构，设计了一种电液伺服摆动液压马达控制的斜盘柱塞式液压变压器，实现了液压变压器通过电液伺服摆动液压马达来进行变压比的控制，在主轴上设计配流油路实现液压变压器的配流。该电液伺服斜盘柱塞式液压变压器具有体积小，结构紧凑，动态响应快，变压过程理论上无节流损失，变压范围大等优点。 本文基于剩余压紧力和剩余压紧力矩法对液压变压器的平面配流结构进行了优化设计，并采用遗传算法进行了求解。采用三角锥作为配流盘缓冲槽的结构形式，建立了过渡过程的压力缓冲数学模型并进行了MATLAB仿真，得到了最佳的缓冲槽结构参数，运用ADINA软件的流固耦合功能进行了配流盘缓冲槽的有限元分析，并对液压变压器的噪声进行了测量。 建立了电液伺服斜盘柱塞式液压变压器瞬时流量特性、瞬时转矩特性的数学模型，从液压变压器的控制角为零的情况推广到控制角为全区间的情况，仿真结果表明液压变压器的流量脉动率、转矩脉动率在全区间范围内很大，并对不同柱塞数下的流量脉动率进行了对比研究。 针对电液伺服斜盘柱塞式液压变压器压力控制的特点，对其控制策略进行了研究。建立了电液伺服斜盘柱塞式液压变压器的数学模型，，采用模糊 PID双模控制策略进行压力控制，在小偏差时，采用PID控制，可以提高系统的稳定性和减小误差，在大偏差时，采用模糊控制，提高系统的快速性和智能性。基于理论分析和手动控制的经验，对模糊控制器进行了设计，在MATLAB/Simulink环境下搭建了仿真模型并进行了仿真研究。 最后，设计制造了一台电液伺服斜盘柱塞式液压变压器，搭建了实验平台，基于C++Builder编写了测控软件，基于该实验系统对电液伺服斜盘柱塞式液压变压器进行了实验研究，对液压变压器的性能进行了测试，验证了理论分析和控制策略的正确性和有效性。
[Abstract]:With the development of human society , the energy problem is attracting more and more attention . In the field of hydraulic transmission , how to improve the efficiency of hydraulic system and reduce energy consumption has been the hot spot .
On the basis of consulting relevant literatures at home and abroad , the paper classifies the hydraulic transformer at home and abroad , emphatically analyses the working principle and application prospect of integrated hydraulic transformer , expounds the application and development of integrated hydraulic transformer at home and abroad , and puts forward the main research contents of the paper .
The integrated hydraulic transformer is a new kind of hydraulic component . Firstly , the principle of pressure transformation is analyzed theoretically . Based on the theory analysis , the servo drive mechanism of the electro - hydraulic servo oscillating hydraulic motor is designed . The hydraulic transformer is controlled by the electro - hydraulic servo oscillating hydraulic motor . The hydraulic transformer is designed with hydraulic servo - swinging hydraulic motor . The hydraulic transformer has the advantages of small volume , compact structure , fast dynamic response , no throttling loss in the theory of pressure swing process , large pressure swing range , etc .
Based on the residual compaction force and the residual compaction torque method , the planar distribution structure of hydraulic transformer is optimized and solved . The mathematical model of pressure buffering in the transition process is established by using the triangular pyramid as the structure of the buffer tank of the distribution plate . The optimum buffer groove structure parameters are obtained . The finite element analysis of the buffer tank of the flow tray is carried out by using the flow - solid coupling function of ADINA software , and the noise of the hydraulic transformer is measured .
A mathematical model of instantaneous flow characteristic and instantaneous torque characteristic of an electro - hydraulic servo swash plate plunger type hydraulic transformer is established . The control angle is extended from the control angle of the hydraulic transformer to the whole area , and the simulation results show that the flow pulsation rate and the torque ripple ratio of the hydraulic transformer are large in the whole range , and the flow pulsation rate under different plunger numbers is compared .
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本文编号：2002800
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