HY400X125液压伺服机构的设计与研究

论文摘要

伴随着全球经济一体化的迅猛发展,市场竞争的加剧,使得企业面临着前所未有的挑战,企业迫切需要生产高性能、低成本的产品。为解决这种市场需求,本论文设计了鼓风机的关键部分——HY400X125液压伺服机构,同时对伺服系统进行了性能分析。无论是新产品的研究与开发,还是老产品的改造都离不开产品的设计工作,产品设计工作是提升产品竞争力的关键,是产品质量的灵魂,因此,产品设计工作是最重要的一个环节。本文首先设计了一个机液伺服系统,阐述了系统的工作原理,然后分别设计了伺服机构的放大元件、执行元件和反馈装置。本文设计的机液伺服控制阀制造简单、造价低廉、阀芯操纵力小。本文所设计的油路并没有采用常用的钢管或软管,而是通过在活塞杆上打孔使液压油进入液压缸。液压伺服系统是实现高精度控制、响应速度快、高性能和低成本的关键。控制系统设计完以后,对其进行性能分析是必要的,以便进一步改进和完善。本文在对液压伺服系统进行详细分析的基础上,运用传递函数方法建立了液压伺服系统的数学模型。在该数学模型的基础上,采用Matlab中的Simulink仿真功能,建立了基于Simulink的仿真模型,并进行了动态仿真。本文对HY400X125液压伺服系统进行性能分析的结果表明,系统的稳定性,响应快速性和准确性都很理想,说明所设计的机液伺服机构是合理的。同时,为了界面美观和为读者提供更多信息,本文用MATLAB语言制作了GUI用户图形界面。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 阀控液压缸的研究现状和发展动态
• 1.2.2 建模与仿真的研究状况
• 1.3 论文的主要内容
• 第2章 液压伺服机构的工作原理
• 2.1 液压伺服系统概述
• 2.1.1 液压伺服控制系统的工作原理
• 2.1.2 液压伺服控制系统的组成
• 2.1.3 液压伺服控制的分类
• 2.1.4 液压伺服控制的优缺点
• 2.1.5 液压伺服控制的发展和应用
• 2.2 液压伺服机构的工作原理
• 2.3 机液位置控制型液压伺服系统选用策略
• 第3章 液压伺服机构设计与分析
• 3.1 伺服阀的设计和分析
• 3.1.1 伺服阀的参数确定
• 3.1.2 伺服阀的结构设计
• 3.1.3 伺服阀的工作原理
• 3.1.4 伺服阀的静态特性
• 3.1.5 伺服阀的特点
• 3.2 液压缸的设计与分析
• 3.2.1 缸体和活塞的设计
• 3.2.2 活塞杆的设计
• 3.2.3 密封件的设计
• 3.3 液压伺服系统反馈装置的设计
• 3.4 液压油管路设计与通流面积的计算
• 第4章 液压伺服系统的建模与仿真
• 4.1 液压系统常用建模方法
• 4.1.1 解析法
• 4.1.2 传递函数法
• 4.1.3 状态空间法
• 4.1.4 功率键合图法
• 4.2 液压伺服机构动力元件的数学模型
• 4.2.1 液压伺服机构动力元件的数学模型
• 4.2.2 液压伺服机构动力元件传递函数模型的简化
• 4.2.3 系统相关计算
• 4.2.4 系统方块图
• 4.3 MATLAB及SIMULINK交互式仿真环境简介
• 4.3.1 仿真软件Simulink的使用
• 4.3.2 仿真模型一般性结构
• 4.3.3 系统仿真
• 4.4 GUI图形用户界面的制作
• 4.4.1 GUI图形用户界面的设计原则
• 4.4.2 GUI图形用户界面的一般制作步骤
• 4.4.3 GUI图形用户界面的制作
• 第5章 液压伺服系统性能分析
• 5.1 概述
• 5.2 稳定性分析
• 5.2.1 稳定性的基本概念
• 5.2.2 伺服系统的稳定性分析
• 5.3 系统响应特性分析
• 5.3.1 对输入阶跃信号的时间响应
• 5.3.2 对输入正弦信号的跟踪响应
• 5.3.3 闭环频率响应
• 5.4 系统的误差分析
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢