液压伺服试验台动态特性分析及控制方法研究

发布时间：2017-09-07 05:30

  本文关键词：液压伺服试验台动态特性分析及控制方法研究

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【摘要】：矿用轮边减速器负载端在矿车工作的时候,由于经常受到力的挤压作用,疲劳破坏现象经常发生,因此对减速器负载端的性能提出了很高的要求。所以,为了能够对其负载端的性能进行疲劳测试,需要设计一台液压伺服疲劳试验台,提供正弦波,三角波和方波以及随机波来模仿不同路面的加载系统。 随着国内外液压技术水平的不断提高,人们越来越重视液压伺服试验台的动态响应特性,例如,提高试验台系统的加载力精度、减小液压冲击、改善系统的动态品质等。这就促使我们对液压伺服试验台的动态特性进行研究。具体研究内容和成果如下： (1)根据试验台技术要求,制定了液压伺服试验台的设计方案,拟定了试验台液压系统的工作原理图,并对组成系统的元件进行了计算和选型。 (2)基于功率键合图的方法对液压伺服试验台液压系统及液压元件进行建模,并重点对液压元件中的先导式溢流阀进行了分析,应用20-sim软件建立系统及液压元件的仿真模型。对仿真结果与试验结果进行了对比分析,得出该液压伺服试验台及先导式溢流阀仿真模型的正确性。 (3)通过对模型的仿真分析,探讨了影响液压伺服试验台加载力动态特性的一些重要因素,如系统压力、液压管路参数、负载刚度、蓄能器以及油缸泄漏系数,揭示了这些参数对系统动态特性的影响规律。同时,也对先导式溢流阀的动态性能进行了详细的分析与研究。 (4)针对常规PID控制不能实时的满足变幅值、变频率的加载,达不到理想的控制精度,采用模糊自适应PID控制方法。通过仿真分析,应用模糊自适应PID控制,不仅系统的加载精度要比常规PID更高,而且满足了变幅值、变频率下PID参数的自动更新。 本文主要针对液压伺服试验台动态特性和系统控制方法研究,为以后设计、改进液压伺服试验台提供理论支持,对提高试验台系统的动态性能和系统加载精度具有指导意义。
【关键词】：液压伺服试验台 动态特性 功率键合图 20-sim软件 模糊自适应PID
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP273;TH137
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 国内外液压伺服疲劳试验台研究现状11-12
• 1.3 液压系统动态特性概述12-15
• 1.3.1 液压系统动态特性发展现状13-14
• 1.3.2 动态特性研究内容及评价指标14-15
• 1.4 课题研究的意义和内容15-16
• 1.4.1 课题研究的意义15
• 1.4.2 课题研究的主要内容15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 2 液压伺服试验台液压系统设计计算17-28
• 2.1 液压伺服试验台液压系统总体方案设计17-21
• 2.1.1 设计要求和总体结构设计17
• 2.1.2 液压系统的方案设计17-20
• 2.1.3 拟定液压伺服试验台液压系统原理图20-21
• 2.2 试验台液压元件计算和选型21-26
• 2.2.1 液压缸的计算和选型21-22
• 2.2.2 伺服阀的计算和选型22
• 2.2.3 液压泵与电机的计算和选型22-23
• 2.2.4 水冷却器的计算和选型23
• 2.2.5 蓄能器的计算和选型23-24
• 2.2.6 管路的计算与选型24-26
• 2.3 液压伺服试验台的主要组成元件26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 液压伺服试验台数学建模和仿真28-59
• 3.1 功率键合图理论28-32
• 3.1.1 功率键合图理论基础28-29
• 3.1.2 功率键合图的构成元素29-32
• 3.1.3 功率键合图的优势32
• 3.1.4 基于键合图法的系统建模步骤32
• 3.2 液压伺服试验台液压元件模型的建立32-39
• 3.2.1 伺服阀键图模型32-35
• 3.2.2 非对称液压缸键图模型35-37
• 3.2.3 负载键图模型37
• 3.2.4 液压管道键图模型37-38
• 3.2.5 蓄能器键图模型38-39
• 3.3 先导式溢流阀建模39-43
• 3.4 液压伺服试验台液压系统仿真及结果分析43-58
• 3.4.1 20-sim仿真软件介绍43-44
• 3.4.2 先导溢流阀的仿真结果分析44-50
• 3.4.3 试验台系统仿真结果分析50-58
• 3.5 本章小结58-59
• 4 液压伺服试验台液压系统动态特性影响因素分析59-65
• 4.1 系统压力对系统加载力动态特性的影响59-60
• 4.2 液压管路对系统加载力动态特性的影响60-62
• 4.3 蓄能器对系统加载力动态特性的影响62-63
• 4.4 负载刚度对系统加载力动态特性的影响63-64
• 4.5 内泄漏液阻对系统加载力动态特性的影响64
• 4.6 本章小结64-65
• 5 液压伺服试验台加载精度控制方法研究65-78
• 5.1 液压伺服试验台加载精度PID控制65-70
• 5.1.1 PID控制基本原理65-67
• 5.1.2 常规PID控制仿真分析67-70
• 5.2 基于模糊自适应PID控制策略的设计与实现70-77
• 5.2.1 模糊控制的基本原理70
• 5.2.2 模糊自适应PID控制器的结构70-71
• 5.2.3 模糊自适应PID控制器的设计71-73
• 5.2.4 模糊自适应PID控制仿真模型的建立及仿真分析73-77
• 5.3 本章小结77-78
• 结论78-80
• 参考文献80-83
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况83-84
• 致谢84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王栋梁,李洪人;阀控液压缸伺服系统的键图分析[J];济南大学学报(自然科学版);2002年04期

2 褚连娣;殷建军;;变载荷数字式加载试验机电液控制系统设计[J];机械工程与自动化;2008年03期

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本文编号：807688