论文题目: 基于管路效应的皮囊式蓄能器数学模型与实验研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 权凌霄
导师: 孔祥东,高英杰
关键词: 蓄能器,数学模型,参数选择,吸收冲击,消除脉动
文献来源: 燕山大学
发表年度: 2005
论文摘要: 液压蓄能器是系统中的重要附件,蓄能器的响应性能在很大程度上关系到系统的性能。蓄能器的完整数学模型和准确参数选择公式是构成蓄能器基础理论的两大内容。 本文总结了常见液压蓄能器的类型、功用和目前国内外蓄能器研究的现状及存在的问题。 在研究蓄能器数学模型时,将蓄能器本体分为气腔、液腔和连接管路三部分。基于阀控缸数学模型,结合管道效应理论,建立了蓄能器不考虑其连接管路的数学模型;然后结合管道理论研究得出了带有弯曲管路、异径串联连接管路的蓄能器数学模型。 分析了蓄能器数学模型中模型参数和蓄能器结构参数、工作参数之间的关系,并得出了蓄能器参数选择的基本公式。然后利用Matlab软件编制了蓄能器参数选择的程序,给出蓄能器最佳充气压力的选择方法。 对蓄能器数学模型做了仿真分析。在Matlab/Simulink中针对蓄能器吸收冲击和消除脉动的功能分别建立了蓄能器的仿真模型。分别在模型中输入模拟实际系统中压力冲击波信号的阶跃信号、模拟脉动压力波的正弦信号时,验证了蓄能器充气压力与蓄能器模型之间的关系以及蓄能器充气压力对蓄能器响应性能的影响。 通过实验研究对理论和仿真的结果进行验证。设计搭接了实验回路,利用dSPACE软硬件集成系统对实验系统在线实时控制、调参和数据采集。得到了蓄能器不同充气压力下,系统中中存在压力冲击和压力脉动时,泵后阀前、工作缸A、B腔的压力响应曲线和工作缸位移响应曲线。分析了泵后阀前和工作缸A腔压力响应曲线,结合仿真得到的结论,验证了蓄能器数学模型的正确性和蓄能器参数方法的正确性。
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1．1 蓄能器简介
1．2 液压蓄能器的基本知识
1．2．1 蓄能器类型
1．2．2 蓄能器功用
1．3 蓄能器及其基础理论研究的研究历史和现状
1．4 本课题的主要研究内容
1．5 蓄能器基础理论研究的目的和意义
第2章 蓄能器数学模型的建立
2．1 引言
2．2 蓄能器的工作过程分析
2．2．1 蓄能器充放液过程流量图解
2．2．2 蓄能器充放液过程内部结构图解
2．3 蓄能器各组成单元的数学模型分析
2．3．1 压缩气体模型
2．3．2 压力油液模型
2．3．3 连接管路模型
2．4 蓄能器整体数学模型的综合处理
2．5 本章小结
第3章 蓄能器参数选择的研究
3．1 引言
3．2 蓄能器数学模型的回顾和分析
3．3 蓄能器模型参数与工作参数、系统工况之间的关系
3．3．1 油腔油液等效质量的确定
3．3．2 油液阻尼系数的确定
3．3．3 气体阻尼系数的确定
3．3．4 气体刚度的确定
3．3．5 系数k_t的确定
3．3．6 系统工作压力、蓄能器充气压力与ω_n、ζ之间的关系
3．4 基于不同功用的蓄能器参数选择
3．4．1 作能量暂存器的参数选择
3．4．2 消除压力脉动的参数选择
3．4．3 吸收压力冲击的参数选择
3．5 蓄能器参数选择程序
3．5．1 阻尼系数的计算程序及其说明
3．5．2 无阻尼系数固有频率的计算程序及其说明
3．6 本章小结
第4章 模型仿真分析
4．1 引言
4．2 Matlab/Simulink的介绍
4．3 蓄能器本体模型的仿真研究
4．3．1 吸收压力冲击的仿真
4．3．2 消除压力脉动的仿真
4．4 本章小结
第5章 蓄能器性能实验研究与分析
5．1 引言
5．2 数字控制及数据采集系统的介绍
5．2．1 dSPACE系统的组成及主要功能
5．2．2 dSPACE的硬件系统及DS1104PPC控制板
5．3 蓄能器性能实验系统控制测试平台简介
5．3．1 计算机实时控制调试采集系统
5．3．2 液控部分
5．4 吸收冲击与暂存能量的综合实验
5．4．1 控制和采集软硬件件方面的准备
5．4．2 实验方案的确立
5．4．3 实验结果的分析
5．4．4 蓄能器吸收冲击的总结分析
5．5 消除压力脉动的实验方案、数据采集及结果分析
5．5．1 实验方案的确立
5．5．2 实验数据的处理和分析
5．5．3 蓄能器吸收冲击实验的总结分析
5．6 本章小结
结论
附录1
附录2
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介
发布时间: 2005-07-22
参考文献
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- [2].入口特性对蓄能器性能影响的研究[D]. 宋孝臣.燕山大学2006
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