论文摘要
为了克服在电液伺服调节器(以下简称调节器)试验过程中通过类比法设计弹簧参数和试探法调整启动电流和极位电流的盲目性,本文旨在从理论上找到确定调节器内外复位弹簧参数的设计依据,并通过优化设计确定弹簧参数以扩大调节器启动电流和极位电流的线性范围,从而改善调节器的控制性能。本文首先通过调节器原样机和自制样机的性能试验数据对比分析明确了影响样机启动电流的主要因素,进而拟定了优化弹簧参数的方法;然后以动力学理论为基础,建立了调节器中伺服阀的数学模型;在深入分析调节器工作原理与性能影响因素的基础上,以AMESim为平台,利用AMESim的HCD库,建立了调节器及其试验台的模型,并利用AMESim的设计探索模块工具中的NLPQL算法对调节器内外复位弹簧的刚度和预紧力进行了优化设计;继而对优化后的调节器性能进行了仿真,通过仿真结果和试验实测数据的对比,证实了优化后的调节器性能确有明显改善;最后还利用机械仿真软件ADAMS中制作了调节器的控制过程三维动画,直观形象地展示了调节器的运动学原理。通过对调节器的参数优化和性能仿真分析,与实测数据的对比证实了所用方法的有效性。同时,文中关于参数优化和性能仿真以及调节器运动三维可视化动画制作的方法可供类似电液控制系统的分析及性能改善参考借鉴;在ADAMS中制作的调节器三维可视化动画克服了平面投影视图要依赖空间想象力建立立体图形的困难,并能动态显示阀芯和活塞的位移响应,便于深入了解与分析其动态特性。