行程传感液压缸基础技术的研究

发布时间：2022-01-25 12:38

　　行程传感液压缸是一种新型的液压元件，它是一种内置行程传感装置的液压缸，对提高液压设备的自动化水平具有工程实用意义。国外一些大公司已研究开发了多年，并逐步进入应用阶段。本文在综合国内外公开文献的基础上，对行程传感液压缸的核心技术——行程测量技术进行了研究。提出了应用于行程传感液压缸磁性标尺的数字编码，以解决行程传感液压缸上电起动时查找行程值和运行中对测量结果的校正两个问题，并提出了两种编码方法：仿串行通讯编码方法和帧重叠编码方法，通过对两种编码方法的比较，认为帧重叠编码方法更为优越。通过对帧重叠编码方法的进一步研究，提出了帧重叠编码方法的反码优先编码排列过程，并给出了编码排列过程实例。反码优先编码排列方法可直接应用于磁性标尺制作过程中的实际编码排列，现已使用反码优先编码排列方法成功进行了24位编码排列。通过实验研究，验证了磁性标尺的数字编码是可行的。通过对几种测量磁路结构进行对比分析，选定了一种适合于本行程传感液压缸的测量磁路结构。并根据麦克斯韦电磁场基本理论建立了磁路结构模型，使用超松弛迭代法对测量磁路结构的磁场进行了理论分析，得到了适于用在行程传感液压缸行程测量的磁路参数之间的关系。... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 液压缸的行程测量方法综述
        1.2.1 外置式测量方法
        1.2.2 内置式测量方法
        1.2.3 小结
    1.3 课题研究意义
    1.4 本论文研究的主要内容
第二章 测量磁路结构的理论研究
    2.1 磁路结构的选择
    2.2 磁路分析模型的建立
        2.2.1 标量磁位方程的建立
        2.2.2 标量磁位函数的边界条件
    2.3 基于有限差分法的磁场问题求解方法
        2.3.1 引言
        2.3.2 基于正方形网格的有限差分表示法的推导
        2.3.3 边界条件的处理
        2.3.4 差分方程的求解过程
    2.4 基于超松弛法的磁路结构的理论研究
        2.4.1 磁路结构参数
        2.4.3 边界的处理
    2.5 计算结果及分析
        2.5.1 磁性标尺移动时磁场变化情况
        2.5.2 标尺槽深度对磁场的影响
        2.5.3 磁性标尺与永磁体之间的距离对测量磁场的影响
        2.5.4 计算结果分析
    2.6 本章小结
第三章 测量磁路结构的实验研究
    3.1 实验条件
    3.2 使用霍尔元件的磁路结构的实验研究
        3.2.1 霍尔元件的型号及特性
        3.2.2 实验结果
    3.3 使用磁阻元件的磁路结构的实验研究
        3.3.1 所用磁阻元件的型号及特性
        3.3.2 复位/置位电路
        3.3.3 信号放大电路
        3.3.4 供电电源
        3.3.5 实验结果
        3.3.6 实验结果分析
    3.4 集成霍尔元件与集成磁阻元件的比较
    3.5 本章小结
第四章 带有机器自学习过程的行程测量方法的研究
    4.1 引言
    4.2 传感器布置方法的研究
    4.3 传感器输出信号处理方法的研究
    4.4 机器自学习过程的应用研究
        4.4.1 引言
        4.4.2 本文机器学习所属类别
        4.4.3 机器学习策略的研究
        4.4.4 基于产生式系统的数据搜索方法的研究
        4.4.5 小结
    4.4 基于改进遗传算法的传感器输出曲线拟和方法的研究
        4.4.1 引言
        4.4.2 选择遗传算法作为曲线拟和算法的原因
        4.4.3 遗传算法参数的选择
        4.4.4 遗传操作设计
        4.4.5 迭代停止条件
        4.4.6 遗传算法的改进
        4.4.7 遗传算法的仿真研究
    4.5 两传感器之间间距的研究
    4.6 活塞杆运行方向判别方法的研究
    4.7 本章小结
第五章 磁性标尺编码技术的研究
    5.1 引言
    5.2 绝对行程标志的载体
    5.3 仿串行通讯编码方法的研究
        5.3.1 引言
        5.3.2 仅用起始位帧格式编码方法的研究
        5.3.3 串行通讯帧格式编码方法的研究
    5.4 帧重叠编码方法的研究
        5.4.1 帧重叠编码方法的特性
        5.4.2 编码的排列算法
    5.5 数字编码的实验研究
    5.6 本章小结
第六章 信号处理系统的设计与实现
    6.1 引言
    6.2 80C196KC单片机的性能特点
    6.3 单片机应用系统硬件的设计
        6.3.1 系统的总体结构设计
        6.3.2 存储器扩展电路的设计
        6.3.3 两CPU之间相互访问数据存储器的硬件实现方法
        6.3.4 PWM和模拟量输出
        6.3.5 LED显示
        6.3.6 电源电路
        6.3.7 模拟放大电路
    6.4 信号处理系统的软件实现
        6.4.1 LED显示部分程序
        6.4.2 80C196KC程序的编制
    6.5 本章小结
第七章 行程传感液压缸技术的实验研究及误差分析
    7.1 引言
    7.2 实验条件
    7.3 稳定性实验
        7.3.1 短时稳定性实验
        7.3.2 长时稳定性实验
    7.4 行程测量实验
        7.4.1 短行程测量实验
        7.4.2 长行程测量实验
    7.5 编码校正实验
        7.5.1 编码检测方法
        7.5.2 编码校正试验步骤
        7.5.2 编码校正试验结果及结论
    7.6 误差分析
        7.6.1 引言
        7.6.2 磁性标尺误差分析
        7.6.3 传感磁路结构误差分析
        7.6.4 数据处理方法误差分析
        7.6.4 数据处理电路误差分析
    7.7 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 全文总结
    8.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]采用ANSYS软件进行永磁电机的磁场分析[J]. 黄海.  船电技术. 2001(02)
[2]对磁流变抛光技术中磁场的分析[J]. 张峰,余景池,张学军,谭庆昌.  仪器仪表学报. 2001(01)
[3]一种新型差动位移变换器[J]. 周薇,吕国强,鲍亚子,尹成竹.  计量学报. 2001(01)
[4]三相异步电动机空载特性的计算——用有限元法求解[J]. 胡霞.  安徽教育学院学报. 2000(03)
[5]永磁电机气隙磁场分析与磁钢选择[J]. 窦晓霞.  微电机(伺服技术). 2000(02)
[6]一种杯形转子永磁电机的电磁场分析[J]. 赵阳,曹喜滨,邵成勋.  黑龙江自动化技术与应用. 1999(03)
[7]光纤位移传感器进展及其应用[J]. 赵勇,李鹏生,浦昭邦.  传感器技术. 1999(02)
[8]霍尔式位移传感器的温度特性[J]. 张劲松,方军庆.  计量技术. 1998(11)
[9]提高霍尔器件检测灵敏度的一种方法[J]. 李路明,张家骏,李振星.  无损检测. 1998(08)
[10]测量误差与不确定度表述中的若干问题[J]. 王立吉.  计量学报. 1998(02)



本文编号：3608551