新型电液伺服比例阀用电—机械转换器的理论分析和试验研究
发布时间：2022-08-04 13:33
伺服比例元件（包括伺服比例阀和伺服比例泵）是重要的液压控制元件,广泛应用于工业自动化和工程自动化领域的各个方面,能否掌握与其相关的技术,对我国国防建设、装备制造业具有重大影响。目前该技术是制约我国从制造大国向制造强国转变的重要因素,国家中长期发展规划、重大专项调整规划均列为重点突破的难点。而伺服比例元件的性能在很大程度上决定于其电-机械转换器的性能,因此深入研究电-机械转换器对我国装备制造业和国防建设具有重要意义。论文作为国家自然基金“新概念电液流量、方向连续控制的理论与方法研究”（50575156）研究内容之一,在低成本、高响应、新结构电-机械转换器等方面进行了深入研究。论文首先对比例电磁铁进行了理论分析,为了同时利用有限元分析方法的准确性优点和多种仿真软件的快速性分析的优点,建立了比例电磁铁关键磁阻的有限元分析模型,利用有限元分析方法得到了模型磁阻的特性参数,通过拟合有限元计算结果,得到了比例电磁铁关键磁阻的计算公式,利用Simulink和Ansoft验证了公式的正确性。为在仿真软件中准确建立比例电磁铁的模型奠定了基础。提出了利用开关电磁铁构成单电磁铁式电液伺服比例阀的方案。在闭环...
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及研究意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 电液伺服比例阀及其电-机械转换器
1.2.1 电液伺服阀与电液伺服比例阀
1.2.2 电液伺服比例阀用电-机械转换器
1.3 国内外研究现状及发展动态
1.3.1 电液伺服比例阀
1.3.2 电-机械转换器的结构研究
1.3.3 电-机械转换器的控制和驱动技术
1.3.4 电-机械转换器的研究方法
1.4 论文研究内容
本章小结
第2章 比例电磁铁分析方法研究
2.1 比例电磁铁磁路分析
2.1.1 x
2.1.2 比例电磁铁磁路及其简化
2.1.3 MAPS 受力分析
2.1.4 x≥h 时情况
2.1.5 隔磁环对比例电磁铁性能的影响
2.2 有限元方法分析比例电磁铁
2.2.1 Maxwell 方程
2.2.2 有限元分析比例电磁铁方法
2.2.3 比例电磁铁的模型
2.2.4 FEM 及其优化方法
本章小结
第3章 阀用单开关电磁铁
3.1 单向驱动电磁铁
3.1.1 双向驱动电-机械转换器
3.1.2 单向驱动电磁铁
3.2 单开关电磁铁电液伺服比例阀
3.3 开关电磁铁的静特性
3.3.1 开关电磁铁静特性分析
3.3.2 开关电磁铁静特性测试
3.4 单开关电磁铁构成电液伺服比例阀的方法研究
3.4.1 闭环比例控制
3.4.2 PI 和PID 控制
3.4.3 抗饱和积分控制
3.4.4 前馈补偿方法
3.4.5 前馈补偿系数K_(qian) 的试验分析
3.5 阀用电-机械转换器实验系统
本章小结
第4章 动圈式直线马达的设计计算
4.1 动圈式直线马达的特点及磁路分析
4.1.1 动圈式直线马达的结构及特点
4.1.2 动圈式直线马达的磁路分析
4.2 动圈式直线马达的设计
4.2.1 静态设计原则
4.2.2 动态设计原则
4.3 动圈式直线马达的有限元分析
4.3.1 Maxwell 电磁场理论简介
4.3.2 动圈式直线马达的FEM 分析
4.3.3 利用FEM 设计动圈式直线马达
4.4 异形永久磁铁应用研究
4.4.1 问题简述
4.4.2 永久磁铁与导磁体的接合曲面
4.4.3 异型永久磁铁动圈式直线马达的FEM 分析
4.5 导磁导电材料应用研究
4.5.1 问题的提出
4.5.2 导磁导电材料对马达的性能影响
4.6 阀用动圈式直线马达样机及特性测试
4.6.1 阀用动圈式直线马达样机
4.6.2 阀用动圈式直线马达样机静特性测试
4.6.3 样机评价
本章小结
第5章 2 自由度电-机械转换器
5.1 电-机械转换器与2 自由度电-机械转换器
5.1.1 比例阀用电-机械转换器特点
5.1.2 2 自由度电-机械转换器2-DOF EM 作用原理
5.2 2-DOF EM 的类型
5.2.1 2-DOF EM 的结构
5.2.2 永久磁铁在动铁式EM 中的应用
5.3 2-DOF EM 的模型
5.4 单输入双输出2-DOF EM
5.4.1 动铁式单输入2-DOF EM 的结构及工作原理
5.4.2 动铁式单输入2-DOF EM 的特性分析
5.5 混合式双输入双输出2-DOF EM
5.5.1 混合式双输入双输出2-DOF EM 结构及工作原理
5.5.2 混合式双输入双输出2-DOF EM 特性及控制方法
本章小结
第6章 电液伺服比例阀应用研究
6.1 液压冲击与压力波动
6.2 伺服系统试验和仿真方法
6.3 位置闭环系统起动特性研究
6.4 流量、位置闭环控制方法
6.4.1 控制原理
6.4.2 流量计算原理
6.4.3 流体压缩性
6.4.4 流量/位置切换原则
6.4.5 仿真和试验结果
6.5 压力校正的位置闭环控制
6.5.1 控制原理
6.5.2 校正原理
6.5.3 油源流量影响
6.5.4 仿真和试验结果
本章小结
第7章 总结与展望
7.1 研究总结
7.2 创新点
7.3 展望未来
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间科研成果
本文编号：3669633
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及研究意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 电液伺服比例阀及其电-机械转换器
1.2.1 电液伺服阀与电液伺服比例阀
1.2.2 电液伺服比例阀用电-机械转换器
1.3 国内外研究现状及发展动态
1.3.1 电液伺服比例阀
1.3.2 电-机械转换器的结构研究
1.3.3 电-机械转换器的控制和驱动技术
1.3.4 电-机械转换器的研究方法
1.4 论文研究内容
本章小结
第2章 比例电磁铁分析方法研究
2.1 比例电磁铁磁路分析
2.1.1 x
2.1.2 比例电磁铁磁路及其简化
2.1.3 MAPS 受力分析
2.1.4 x≥h 时情况
2.1.5 隔磁环对比例电磁铁性能的影响
2.2 有限元方法分析比例电磁铁
2.2.1 Maxwell 方程
2.2.2 有限元分析比例电磁铁方法
2.2.3 比例电磁铁的模型
2.2.4 FEM 及其优化方法
本章小结
第3章 阀用单开关电磁铁
3.1 单向驱动电磁铁
3.1.1 双向驱动电-机械转换器
3.1.2 单向驱动电磁铁
3.2 单开关电磁铁电液伺服比例阀
3.3 开关电磁铁的静特性
3.3.1 开关电磁铁静特性分析
3.3.2 开关电磁铁静特性测试
3.4 单开关电磁铁构成电液伺服比例阀的方法研究
3.4.1 闭环比例控制
3.4.2 PI 和PID 控制
3.4.3 抗饱和积分控制
3.4.4 前馈补偿方法
3.4.5 前馈补偿系数K_(qian) 的试验分析
3.5 阀用电-机械转换器实验系统
本章小结
第4章 动圈式直线马达的设计计算
4.1 动圈式直线马达的特点及磁路分析
4.1.1 动圈式直线马达的结构及特点
4.1.2 动圈式直线马达的磁路分析
4.2 动圈式直线马达的设计
4.2.1 静态设计原则
4.2.2 动态设计原则
4.3 动圈式直线马达的有限元分析
4.3.1 Maxwell 电磁场理论简介
4.3.2 动圈式直线马达的FEM 分析
4.3.3 利用FEM 设计动圈式直线马达
4.4 异形永久磁铁应用研究
4.4.1 问题简述
4.4.2 永久磁铁与导磁体的接合曲面
4.4.3 异型永久磁铁动圈式直线马达的FEM 分析
4.5 导磁导电材料应用研究
4.5.1 问题的提出
4.5.2 导磁导电材料对马达的性能影响
4.6 阀用动圈式直线马达样机及特性测试
4.6.1 阀用动圈式直线马达样机
4.6.2 阀用动圈式直线马达样机静特性测试
4.6.3 样机评价
本章小结
第5章 2 自由度电-机械转换器
5.1 电-机械转换器与2 自由度电-机械转换器
5.1.1 比例阀用电-机械转换器特点
5.1.2 2 自由度电-机械转换器2-DOF EM 作用原理
5.2 2-DOF EM 的类型
5.2.1 2-DOF EM 的结构
5.2.2 永久磁铁在动铁式EM 中的应用
5.3 2-DOF EM 的模型
5.4 单输入双输出2-DOF EM
5.4.1 动铁式单输入2-DOF EM 的结构及工作原理
5.4.2 动铁式单输入2-DOF EM 的特性分析
5.5 混合式双输入双输出2-DOF EM
5.5.1 混合式双输入双输出2-DOF EM 结构及工作原理
5.5.2 混合式双输入双输出2-DOF EM 特性及控制方法
本章小结
第6章 电液伺服比例阀应用研究
6.1 液压冲击与压力波动
6.2 伺服系统试验和仿真方法
6.3 位置闭环系统起动特性研究
6.4 流量、位置闭环控制方法
6.4.1 控制原理
6.4.2 流量计算原理
6.4.3 流体压缩性
6.4.4 流量/位置切换原则
6.4.5 仿真和试验结果
6.5 压力校正的位置闭环控制
6.5.1 控制原理
6.5.2 校正原理
6.5.3 油源流量影响
6.5.4 仿真和试验结果
本章小结
第7章 总结与展望
7.1 研究总结
7.2 创新点
7.3 展望未来
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间科研成果
本文编号：3669633
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3669633.html
