电液伺服马达压力耦联同步驱动技术研究

发布时间：2017-04-11 17:22

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【摘要】：三轴飞行转台是用于模拟导弹、飞船等飞行器飞行姿态的重要试验设备，转台可以实现飞行器在实验室条件下的仿真，这为飞行器的设计和改造指引了方向。随着惯性导航元件性能的不断提高，仿真转台动态性能指标也不断提高，三轴飞行转台需采取卧式驱动方案才能满足要求。卧式液压三轴飞行转台中、外框均采用双液压马达同步驱动，因此研究双液压马达同步驱动系统的模型以及设计同步控制器具有非常重要的意义。 通过压力耦联通道使两马达两对应腔分别相连可以促使两排量相同的马达输出转矩相同，本文对带有压力耦联通道的双马达同步驱动系统在考虑框架刚度的情况下进行了数学建模。在此基础上，在双马达各驱动一个负载(对等式)和双马达共同驱动框架(共驱式)两种工作模式下，分别仿真分析了压力耦联通道和框架刚度对两马达频率特性和模型一致性影响。 对同步驱动系统采用交叉式同步控制方案，同步控制器的引入使两马达位置、速度、加速度同步精度都非常高，将加入同步控制器的双马达同步驱动系统看成是一个广义控制对象，并对其设计了速度和加速度观测器，为保证系统的稳定性和稳态性，对其设计的指标控制器。 实验表明，压力耦联通道提高了两马达子系统模型的一致性，由于两马达存在不同的摩擦转矩，压力耦联通道仅减小了中高频段的同步误差；两马达的刚性连接降低了系统的固有频率，但改善了两马达的同步性能；所设计的交叉式同步控制器可以使系统有较高的同步精度和较高的带宽。
【关键词】：电液伺服马达 马达腔压力耦联 交叉式同步控制 对等式 共驱式
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 液压同步驱动技术研究综述9-11
• 1.2.1 国内外同步驱动控制的研究现状9-10
• 1.2.2 液压同步控制策略10-11
• 1.3 液压同步驱动控制仍需解决的问题11-12
• 1.4 本文研究的主要内容12-13
• 第2章 压力耦联同步驱动系统建模13-34
• 2.1 引言13
• 2.2 压力耦联同步驱动系统数学建模13-22
• 2.2.1 压力耦联同步驱动的概念13-14
• 2.2.2 压力耦联同步驱动系统流量连续性方程14-16
• 2.2.3 压力耦联同步驱动系统数学建模16-22
• 2.3 系统动态特性及同步误差来源分析22-25
• 2.3.1 系统的动态特性分析22-25
• 2.3.2 同步误差来源分析25
• 2.4 压力耦联通道对同步驱动系统性能影响分析25-30
• 2.4.1 共驱式工作模式压力耦联通道影响分析26-28
• 2.4.2 对等式工作模式压力耦联通道影响分析28-30
• 2.5 等效传动刚度对系统同步误差的影响分析30-33
• 2.5.1 刚度对静态同步误差的影响31
• 2.5.2 刚度对动态同步误差的影响31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第3章 压力耦联同步驱动系统综合控制器设计34-51
• 3.1 引言34
• 3.2 同步驱动系统控制方案选择34-37
• 3.2.1 常用同步控制方案34-36
• 3.2.2 同步控制方案选择36-37
• 3.3 同步控制器设计37-42
• 3.3.1 同步控制器的设计思路37-38
• 3.3.2 同步控制器设计方案38-39
• 3.3.3 同步控制器校正仿真分析39-42
• 3.4 指标控制器设计42-50
• 3.4.1 交叉式同步控制方案改造42-44
• 3.4.2 SISO 对象观测器设计44-47
• 3.4.3 SISO 对象指标控制器设计47-49
• 3.4.4 压力耦联同步驱动系统仿真分析49-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 压力耦联同步驱动系统实验研究51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 双马达同步驱动实验系统设计51-54
• 4.2.1 机械系统组成51-52
• 4.2.2 控制系统硬件组成52-54
• 4.2.3 控制软件设计54
• 4.3 双马达对等式工作模式同步实验54-60
• 4.3.1 压力耦联通道关闭时的同步性能实验54-57
• 4.3.2 压力耦联通道打开时的同步性能试验57-60
• 4.4 双马达共驱式工作模式同步实验60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果68-70
• 致谢70

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本文编号：299597