喷嘴转板随动马达的结构设计与应用研究

发布时间：2017-05-25 19:13

  本文关键词：喷嘴转板随动马达的结构设计与应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机械自动变速器(Automated Mechanical transmission, AMT)技术是流体传动领域的重要研究方向。AMT机械自动变速器是在普通机械变速器的基础上进行技术改进而成。它符合节能、环保、可持续发展的要求,具有很广泛的应用前景。 本文在分析总结了电子AMT和电液AMT两种变速器的优缺点的基础之上,设计出了一种新型的喷嘴转板随动马达,这种喷嘴转板随动马达主要由步进电机、随动轴和摆动液压缸三部分组成。将这种喷嘴转板随动马达安装在机械变速器的换挡装置上,便可通过控制该系统来控制变速器的换挡操作,从而达到自动变速的目的。本文在详细分析和论证结构设计的基础之上,建立了该喷组转板随动马达的数学模型,对系统的稳定性、响应特性进行了分析,从理论上证明了该结构的稳定,响应速度快,工作平稳。 利用MATLAB仿真,有针对性地引入模糊PID控制策略,设计了模糊自整定PID控制器,将模糊PID控制与电液伺服控制技术结合起来,减小了液压系统固有的非线性和参数多变性带来对控制性能的不利影响,提高控制性能和效率；并将其与常规PID控制进行了比较分析。计算机仿真结果表明：与常规PID控制相比,模糊自整定PID控制具有实时性好、响应快、超调小、阶跃响应平稳。最后得出,本课题设计研究的喷嘴转板随动马达满足了系统控制要求。 最后,文章总结了在新型喷嘴转板随动马达研究中取得的成果和不足,对今后研究工作提出展望。文中得出的一些结论对以后喷嘴转板随动马达理论研究有一定的参考价值,对将来实际应用到工程实践中也有一定的指导作用。
【关键词】：AMT 随动轴 摆动液压缸 MATLAB/Simulink 模糊控制
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 本课题的提出及意义11-12
• 1.2 电控机械式自动变速器国内的发展现状和趋势12-14
• 1.2.1 电控机械式自动变速器的发展历史12-13
• 1.2.2 电控机械式自动变速器国内研究情况13-14
• 1.3 电控机械式自动变速器的原理14-16
• 1.3.1 电控机械式自动变速器的总体结构14-15
• 1.3.2 电控机械式自动变速器的系统组成15-16
• 1.4 电控机械式自动变速器的执行机构16
• 1.5 本课题研究的主要内容16-17
• 1.6 本章小结17-18
• 第2章 喷嘴转板随动马达的结构设计18-28
• 2.1 电控机械式自动变速系统的结构改进18-23
• 2.1.1 机械式自动变速器的基本原理18-19
• 2.1.2 自动换挡液压控制系统新方案的提出19-20
• 2.1.3 喷嘴转板随动马达的组成及原理设计20-23
• 2.2 单叶片摆动液压缸的结构计算与设计23-25
• 2.2.1 摆动液压油缸的结构计算23-24
• 2.2.2 摆动液压油缸叶片的固定24-25
• 2.3 步进电机的工况要求25
• 2.3.1 步进电机概述25
• 2.3.2 步进的工况要求25
• 2.4 影响液压系统性能的关键因素25-27
• 2.4.1 温度对液压系统的影响25-26
• 2.4.2 清洁度对液压系统的影响26
• 2.4.3 液压系统中的振动和噪声26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 喷嘴转板随动马达的数学模型28-43
• 3.1 喷嘴转板随动马达的控制原理29-30
• 3.2 两相步进电机的数学模型30-34
• 3.2.1 步进电机的工作原理30-32
• 3.2.2 两相混合步进电机的数学模型建立32-34
• 3.3 随动轴的数学模型34-38
• 3.3.1 研究随动轴性能的参照模型34-35
• 3.3.2 随动轴的流量特性35
• 3.3.3 喷嘴口节流面积计算35-37
• 3.3.4 随动轴流量线性方程37-38
• 3.4 喷嘴转板随动马达的数学模型38-42
• 3.4.1 喷嘴转板随动马达的流量连续方程38-41
• 3.4.2 喷嘴转板随动马达的动态力矩平衡方程41
• 3.4.3 喷嘴转板随动马达的传递函数方块图41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 喷嘴转板随动马达的特性分析43-53
• 4.1 伺服系统分析的理论基础43-44
• 4.1.1 伺服控制系统的品质要求43
• 4.1.2 伺服控制系统的常用研究方法43-44
• 4.2 喷嘴转板随动马达系统的稳定性分析44-47
• 4.2.1 位置环开环传递函数的确定44-45
• 4.2.2 系统的稳定性分析45-47
• 4.3 喷嘴转板随动马达系统响应的特性分析47-50
• 4.3.1 阶跃响应分析47-48
• 4.3.2 系统的频率响应分析48-49
• 4.3.3 影响控制系统参数的分析49-50
• 4.4 位置环控制系统精度误差分析50-52
• 4.5 本章总结52-53
• 第5章 喷嘴转板随动马达的控制策略与仿真53-62
• 5.1 MATLAB/Simulink仿真平台的概述53
• 5.2 模糊控制器仿真模型的搭建53-55
• 5.2.1 模糊控制的特点53-54
• 5.2.2 参数模糊自整定PID控制系统结构54-55
• 5.3 模糊控制器PID设计仿真55-61
• 5.3.1 位置模糊PID控制器设计55-60
• 5.3.2 模糊PID控制算法的Simulink仿真60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第6章 结论与展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录69

【参考文献】

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本文编号：394731