基于动态补偿原理的泵控伺服加载系统设计与实验研究

发布时间：2017-08-10 06:27

  本文关键词：基于动态补偿原理的泵控伺服加载系统设计与实验研究

  更多相关文章： 泵控伺服 力加载 动态补偿 压力损失 PID控制

【摘要】：电液伺服加载系统应用在航天、建筑、材料、铁路等各种工业领域,几乎所有与结构分析、疲劳分析有关的场合都能用到电液伺服加载系统。但是,目前基于伺服阀控的电液伺服加载系统,由于对油液污染和抗干扰的能力比较差,使得传统电液伺服加载系统无法在复杂苛刻的环境下使用,并且其成本高,不利于电液伺服系统在苛刻环境下的使用及推广。因此,本文针对一种基于动态补偿原理的泵控伺服加载系统进行理论分析,这种系统采用双伺服泵耦合控制输入流量,通过搭建实验系统进行实验分析。主要利用实验获得系统各种参数理论与实际值之间的关系,得到系统的性能,并结合实验研究其加载精度。实验应用控制理论知识,采用数字PID控制算法,提升加载精度。首先,对系统的基本参数进行确定,分析加载系统的基本原理以及系统的压力与系统泄漏之间存在函数关系。新型泵控伺服加载系统是通过调控双泵向液压系统输入流量,并用此流量补偿系统的流量泄漏损失,以达到使系统末端力源(液压缸)输出一个稳定、精确的力的目的。此过程中,需要确定压力损失和流量损失对加载实验系统的影响。其次,通过对液压原理和基本参数的确定,搭建实验系统。加载实验系统由硬件和软件两个部分组成。在确定硬件并装配完实验系统后,对样机进行整体调试。然后,利用加载系统的加载传递函数的仿真结果,对系统的参数性能进行优化和调节。在进行加载实验时,以仿真的结果为指导,进行PID参数整定,使得系统在实际工况下也能得到很好的加载性能。最后,通过特定力值加载实验和任意力值加载实验,得出基于动态补偿原理的泵控伺服加载系统在0~10t加载区间内的加载精度以及加载性能,同时分析加载力值波动对加载精度的影响。
【关键词】：泵控伺服 力加载 动态补偿 压力损失 PID控制
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及电液伺服加载简介10-13
• 1.2 电液伺服加载系统的研究现状13-16
• 1.2.1 国外研究现状分析13-14
• 1.2.2 国内研究现状分析14-16
• 1.3 选题背景及意义16-17
• 1.4 本文的主要研究内容17-18
• 第2章 加载系统原理及参数分析18-36
• 2.1 引言18-19
• 2.2 经典电液伺服控制系统的优缺点19
• 2.3 动态补偿的系统原理19-23
• 2.3.1 动态补偿原理19-22
• 2.3.2 泵控伺服加载系统的优势22-23
• 2.4 泵控伺服加载系统的参数计算23-28
• 2.4.1 元件基本参数确定23-26
• 2.4.2 系统受力情况分析26-28
• 2.5 液压泵泄漏流量估计28-30
• 2.6 系统压力损失30-32
• 2.7 泵控参数分析32-35
• 2.7.1 转速调节方式分析32-34
• 2.7.2 控制加载过程中的数学关系34-35
• 2.8 本章小结35-36
• 第3章 加载系统数学建模和仿真分析36-51
• 3.1 引言36
• 3.2 系统基本方程36-45
• 3.2.1 液压机械系统的数学方程36-42
• 3.2.2 伺服电机和传感器的数学模型42-45
• 3.3 系统的传递函数45-48
• 3.4 系统的动态特性分析48-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 泵控伺服加载系统搭建51-62
• 4.1 引言51-52
• 4.2 主要元件及参数性能介绍52-58
• 4.2.1 力传感器及力源采集系统53-54
• 4.2.2 油压传感器54
• 4.2.3 齿轮泵54-55
• 4.2.4 液压缸55-56
• 4.2.5 控制器56-57
• 4.2.6 交流伺服电机和驱动器57-58
• 4.3 实验系统的组成与调试58
• 4.4 软件部分58-61
• 4.4.1 信号采集系统58-59
• 4.4.2 加载控制系统59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 泵控伺服加载实验及数据分析62-81
• 5.1 引言62
• 5.2 加载控制算法的选择62-66
• 5.3 保压性实验及其影响分析66-69
• 5.3.1 保压性实验内容66-68
• 5.3.2 保压性测试的数据分析68-69
• 5.4 实验系统参数分析69-72
• 5.4.1 系统压力与转速之间的关系69-70
• 5.4.2 加载力值与转速之间的关系70-72
• 5.5 特定力值的选择性加载72-77
• 5.5.1 干扰分析及参数调节72-75
• 5.5.2 特定力值加载的数据分析75-77
• 5.6 任意目标力值的加载研究77-79
• 5.7 加载分辨率的确定79-80
• 5.8 实验结果工程意义分析80
• 5.9 本章小结80-81
• 结论81-83
• 参考文献83-86
• 附录86-90
• 攻读硕士期间承担的科研任务与主要成果90-91
• 致谢91

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本文编号：649271