2D伺服阀数字控制的关键技术的研究

发布时间：2022-11-11 17:24

　　电液伺服系统具有功率重量大、动态响应速度快、抗负载刚度大等优点,广泛应用于航空航天、船舶、装备制造等领域。在电液伺服系统中,电液伺服阀起着机电信号转换以及功率放大作用,在很大程度上对整个系统的性能起到决定性作用。电液伺服阀的发展始终贯穿着电液控制技术整个发展历程,高性能电液伺服阀始终是流体控制领域发展的一大课题。随着信息技术、计算技术以及微电子技术的发展,电液伺服阀数字控制成为必然的发展趋势。电液伺服阀的数字控制一方面提高了整个系统的控制品质和管理水平,另一方面为本身的性能的提高带来了机遇——通过数字控制全面提高本身的动静态性能。 由于2D伺服阀是利用单个阀芯的旋转和滑动的双运动自由度而设计的伺服螺旋机构实现功率放大功能,相对其他伺服阀具有结构简单、抗污染能力强、构成导控阀导控级的零位泄漏小、固有频率高、动态性能好等优点,因此,本论文就对2D伺服阀的数字控制关键技术进行研究,论文的主要研究内容和成果如下： 1.对2D伺服阀的电—机械换转器的——感应子式同步电机（步进电动机）的数字控制进行了研究。建立了感应子式同步电机的静、动态数学模型；研究了感应子式同步电机输入输出特性... 

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电液伺服阀国内外发展概况
        1.2.1 电液伺服阀发展历史
        1.2.2 电液伺服阀发展现状
        1.2.3 电-机械转换器的发展现状
    1.3 数字阀发展概况
    1.4 电液伺服阀发展趋势
    1.5 本论文研究内容
    1.6 本章小结
第2章 感应子式同步电机式电-机械转换器的静态特性分析
    2.1 二相感应子式同步电机的工作原理
        2.1.1 二相感应子式同步电机的结构
        2.1.2 二相感应子式同步电机的工作原理
    2.2 感应子式同步电机静态特性的基本方程
    2.3 感应子式同步电机的输入-输出特性
        2.3.1 输入-输出特性模型
        2.3.2 输入-输出特性实验研究
        2.3.3 分级比例控制的应用
        2.3.4 感应子式同步电机滞环的抑制
    2.4 感应子式同步电机的刚度特性
    2.5 感应子式同步电机的零电流定位力矩
    2.6 本章小结
第3章 感应子式同步电动机式电-机械转换器的动态特性分析
    3.1 动态特性基本方程
    3.2 固有频率
    3.3 电压同步控制下动态特性
    3.4 电流同步控制下动态特性
        3.4.1 电流同步控制
        3.4.2 相位补偿
        3.4.3 阶跃响应
    3.5 感应子式电-机械转换器的动态特性实验
        3.5.1 频率特性实验
        3.5.2 阶跃响应实验
    3.6 本章小结
第4章 2D伺服阀伺服螺旋机构
    4.1 2D伺服阀伺服螺旋机构的工作原理
    4.2 2D伺服阀伺服螺旋机构静态特性
        4.2.1 零位泄漏
        4.2.2 输入输出特性
    4.3 2D伺服阀伺服螺旋机构的动态特性
        4.3.1 2D伺服阀伺服螺旋机构数学模型
        4.3.2 模型线性化
        4.3.3 频率特性
        4.3.4 阶跃响应
    4.4 本章小节
第5章 2D伺服阀数字控制技术
    5.1 电液伺服阀的非线性
    5.2 滞环颤振补偿技术
    5.3 死区颤振补偿
        5.3.1 死区颤振补偿原理
        5.3.2 死区颤振补偿仿真
    5.4 感应子式同步电机式电-机械转换器的同步跟踪控制算法
        5.4.1 失调角限制
        5.4.2 电-机械转换器同步跟踪控制算法
    5.5 本章小结
第6章 2D伺服阀实验研究
    6.1 电-机械转换器嵌入式控制器的设计
        6.1.1 硬件设计
        6.1.2 程序设计
    6.2 电-机械转换器特性实验
        6.2.1 电-机械转换器的静态实验研究
        6.2.2 电-机械转换器的动态实验研究
    6.3 2D伺服阀实验
        6.3.1 实验系统
        6.3.2 静态特性实验
        6.3.3 动态特性特性实验
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 论文总结
    7.2 论文主要创新点
    7.3 后续展望
符号说明
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果


【参考文献】：
期刊论文
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[3]射流管电液伺服阀专题讲座[J].   液压与气动. 2009(10)
[4]高速精密压电型电液伺服阀及其控制方法[J]. 周淼磊,杨志刚,高巍,田彦涛,程光明,沈传亮.  哈尔滨工业大学学报. 2009(09)
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[7]基于MATLAB的齿轮间隙非线性动力学仿真研究[J]. 圣国梁.  电子机械工程. 2008(05)
[8]电液比例阀的研究综述及发展趋势[J]. 张弓,于兰英,吴文海,柯坚.  流体机械. 2008(08)
[9]电液比例阀与电液伺服阀性能比较及前景展望[J]. 苏东海,任大林,杨京兰.  液压气动与密封. 2008(04)
[10]数字液压阀的发展与研究[J]. 王东,周棣,首天成.  流体传动与控制. 2008(02)



本文编号：3705440