论文题目: 电液伺服加载系统理论分析与仿真研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械工程
作者: 段卫民
导师: 苏东海
关键词: 多通道,电液伺服加载,非对称缸,控制策略
文献来源: 沈阳工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 多通道电液伺服加载系统是对结构件进行静力性能、疲劳性能、细节疲劳、额定强度、低周疲劳性能、断裂韧度、疲劳裂纹扩张性能、腐蚀疲劳、结构静强度、疲劳/耐久性、操作容限设计等试验的关键设备。上述试验为设计提供理论依据,并具有节省研制经费、缩短研制周期、实现各种可能的试验情况等许多优点。 本文首先介绍国内外在多通道伺服加载领域研究和应用的现状,以及当前电液伺服系统主要的控制方法及其特点,然后,提出了本文的主要研究内容和方案。 多通道伺服加载系统的液压执行元件通常都是对称阀控制非对称缸,它的加载特性与对称阀控制对称缸有明显的差异,有关这方面研究的文献和资料较少。作者认为伺服阀的节流口压差是决定液压系统静态和动态特性的重要因素,通过分析对称阀控制非对称缸在典型加载方式下,两腔油压的变化规律,能帮助我们对它的静、动态特性的了解。人们在对非对称油缸位置系统的研究中,发现非对称缸在换向瞬间具有压力跃变,因而影响系统运动的平稳性,那么压力跃变对伺服加载系统的影响如何,作者提出了不同的看法。在上述研究的基础上,建立对称阀控制非对称缸伺服加载系统的数学模型,以及具有压差局部反馈补偿时,系统液压固有部分的数学模型。实验研究表明本文的数学模型是准确的。 影响多通道电液伺服加载性能的因素有很多,本文对一些主要因素作了理论分析和实验研究。首先,分析了油缸的不同几何尺寸、被试件的不同刚度以及不同的载荷值对系统静、动态特性的影响;其次,简要地分析了阀控非对称缸具有非线性的原因及补偿措施;接着,针对多通道伺服加载相互间存在干扰,并影响加载精度的问题,作者提出把耦合作为干扰来处理,通过提高系统的抗干扰能力来减轻耦合的影响,仿真表明采用结构不变性原理的补偿方法对抑制干扰效果较好;在实验过程中,作者发现在方波加载换向瞬间,实际载荷值向反方向“跳变”,而在正弦加载中,正向加载比较平稳,反向加载则出现“波动”,作者对上述现象进行了分析,提出了导致这一现象的原因。分析闭环指标与开环频率特性之间的关系,对于设计系统的控制策略具有指导作用。为此,本文对闭环-10°、-90°相移指标与开环频率特性的关系作了分
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 电液伺服加载系统概述
1.1.1 被动式电液伺服加载系统及其应用
1.1.2 主动式电液伺服加载系统及其应用
1.2 多通道协调伺服加载系统的发展概况
1.3 液压伺服控制技术的发展及应用
1.3.1 经典控制理论在液压伺服控制系统中的发展及应用
1.3.2 自适应控制理论在液压伺服控制系统中的发展及应用
1.3.3 模糊控制理论在液压伺服控制系统中的发展及应用
1.3.4 神经网络控制理论在液压伺服控制系统中的发展及应用
1.4 论文的主要工作
2 阀控非对称缸伺服加载系统数学模型的分析
2.1 阀控非对称缸两腔油压变化的分析
2.1.1 静态加载方式下油缸两腔油压的变化
2.1.2 匀速加载方式下油缸两腔油压的变化
2.1.3 动态加载方式下油缸两腔油压的变化
2.1.4 压力跃变的分析
2.2 阀控非对称缸伺服加载系统数学模型的分析
2.3 具有压差反馈补偿系统的数学模型
2.4 系统参数分析和确定
2.5 系统开环幅频特性测试
2.6 本章小结
3 阀控非对称缸伺服加载系统理论研究
3.1 系统参数对加载特性的影响
3.2 阀控非对称缸的非线性分析及补偿
3.3 耦合干扰力对加载精度的影响
3.4 对加载过程中“跳变”和“波动”的分析
3.4.1 方波加载的分析
3.4.2 正弦加载的分析
3.5 本章小结
4 控制策略的分析和设计
4.1 系统的特点和性能指标
4.1.1 系统的特点
4.1.2 系统的性能指标
4.2 -10°和-90°指标与开环频率特性的关系
4.2.1 -10°指标与开环频率特性的关系
4.2.2 -90°指标与开环频率特性的关系
4.3 前馈补偿的设计
4.4 频域仿真的研究
4.5 时域仿真的研究
4.6 控制器的改进
4.7 本章小结
5 结论
参考文献
致谢
发布时间: 2006-08-25
参考文献
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