阀控缸电液位置伺服系统研究

发布时间：2020-07-04 16:55

【摘要】： 本文针对具有较长液压管路的阀控缸电液位置伺服系统特点,通过理论分析、仿真研究及实验研究,实现了具有较长液压管路的阀控缸电液位置伺服系统的高精度控制。阀控缸电液位置伺服系统将应用于某水下运动模拟装置。首先,按照水下运动模拟装置的实际功能需求设计了单缸电液位置伺服系统,完成关键元件的选型,建立了阀控非对称缸电液位置伺服系统的模型。其次,运用管道动力学及电液伺服系统相关理论,从流体动力学的运动方程、连续性方程、能量方程和状态方程入手,基于管道流体的频率相关摩擦模型建立了考虑液压管道效应的系统模型,通过计算机仿真对长液压管路的阀控缸电液位置伺服系统动态特性进行研究,分析了长液压管路的响应特性,讨论了长液压管路特性对阀控缸电液位置伺服系统的影响,结果表明管道长度、直径及壁厚等都对系统特性有较大影响,为开发研制某水下运动模拟装置奠定了基础。在考虑管道效应的阀控缸电液位置伺服系统模型基础上,利用AMEsim/Simulink联合仿真技术对其进行仿真研究,研究主要集中在以下两个方面:其一、液压管路的长度、管径对液压冲击的影响,并基于仿真结果对管路物理参数进行优化;其二、对于考虑管路效应的阀控缸电液位置伺服系统进行了仿真研究。结果表明该阀控缸电液位置伺服系统能够满足设计要求,PID控制具有稳态精度高,响应速度较快的优点。最后,设计并建立了阀控缸电液位置伺服系统实验及性能测试平台,进行了性能测试和实验研究。结果表明,对于阀控非对称电液位置伺服系统来说,PID控制策略是可行的,其稳态误差小于0.1mm,系统跟踪正弦信号250sin(πt)时,幅值比为1.005,相位滞后4.8°。结果验证了仿真研究的正确性,为水下运动模拟装置的工程化奠定了坚实基础。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH137.51
【图文】：

串并联机器人,三自由度,平台结构,水下运动

图 1.1 新型三自由度串并联机器人平台结构伺服系统作为该水下运动模拟器的驱动元件，具下阀控缸电液位置伺服系统作为水下运动模拟器的好的水下密封性以及防锈蚀能力是系统正常工作：液压缸的防水密封、伺服阀以及伺服放大器的构的防锈蚀等。路作在水下，液压源在岸上放置，高压油液通过较。在电液伺服系统中，液压管道较长会引起液压6

示意图,控制柜,水上

该阀控缸电液位置伺服系统的控制方案采取上下位机的控制方式，其总体结构如图 2.1 所示，该系统主要分为水上和水下两大部分，水上部分由水上控制柜和液压源组成，水下部分由水下控制柜和水下执行机构组成。水上部分水下部分水上控制柜（工业控制计算机、控制水下控制柜（DSP 控制板、伺服放大图 2.1 总体结构示意图水上控制柜如图 2.2 所示，主要由工业控制计算机、控制板卡、控制软件、电源、接口板卡、GPS 授时仪等组成。液压源如图 2.3 所示，主要由电机、液压泵、油箱、过滤器、单向阀、安全阀等组成。软件、各种接口板等）液压源（电机、液压泵、油箱、过滤器、单向阀、安全阀等）器、电源等）水下执行机构（单出杆液压缸、伺服阀、阀前蓄能器、磁致伸缩位移传感器等）

【参考文献】