阀控液压缸动力机构通用非线性建模与试验验证

在分析阀控液压缸动力机构工作原理的基础上,应用流量和力平衡方程建立了阀控液压缸动力机构的非线性状态方程数学模型,并运用该模型分别对某六自由度实验平台的对称阀控制非对称缸电液伺服系统和某实际非对称阀控制非对称缸电液伺服系统的压力特性进行仿真分析,通过仿真和试验结果的对比,验证了所建阀控液压缸动力机构非线性状态方程数学模型的正确性。该数学模型具有通用性,可用于各类阀控液压缸系统的仿真、设计和控制策略等的理论研究。     

扩轧管电液伺服系统非线性建模与控制

为了研究阀控缸机构的非线性对电液伺服系统控制性能的影响,以钢管生产过程中的扩轧管电液伺服系统为背景,首先通过分析非对称比例(伺服)阀的电信号输入到阀芯位移和阀芯位移到非对称液压缸活塞位移输出过程的非线性特性,建立非对称阀控非对称缸机构的非线性数学模型以描绘实际系统;其次根据实际系统模型的级联性特点,提出了一种融合定量反馈控制理论和扰动估计理论的非线性控制策略,实现了对负载运动和负载压力非线性的分级控制;最后以常规PID控制为基础,对提出控制策略的有效性进行相应的仿真和实际控制对比.结果表明,该控制策略具有更好的系统稳态和动态响应性能,可应用于解决工程实际问题.     

泵控式带钢纠偏伺服系统动态特性研究

常用的带钢纠偏系统为阀控缸电液伺服系统,存在维修成本高、系统发热量大、故障率高等问题。论文提出采用直驱式电液伺服系统代替带钢纠偏系统中的阀控式电液伺服系统,采用永磁式同步电动机代替电液伺服阀作为带钢纠偏控制系统的控制元件,设计出了永磁式同步电动机驱动定量泵直接控制液压缸的电液伺服控制系统,利用Matlab/Simulink仿真分析系统的稳定性和动态特性,结果表明,该系统满足带钢纠偏控制对稳定性、响应快速性的要求。     

基于电液力伺服系统的液压阀控缸自抗扰控制研究

现有传统电液阀控缸系统非线性、抗扰动、鲁棒性差等特点,该文以液压阀控缸系统为研究对象,采用电液力伺服控制技术,提出了一种基于自抗扰(ADRC)的电液力伺服阀控缸伺服控制研究。首先,介绍传统非对称阀控缸系统组成和控制原理,建立其数学模型;然后设计电液阀控缸力控制算法原理,并设计了ADRC控制器;最后,以单个液压阀控非对称缸为实验对象,搭建实验平台,分别以阶跃信号、正弦信号、以及外界扰动信号对提出的算法进行了相关实验,实验结果验证了该文设计的基于自抗扰(ADRC)的电液力伺服阀控缸伺服控制算法的合理性和有效性,提高了系统控制精度和抗扰动能力。     

基于AMFC的电液伺服系统控制算法研究

论文针对电液伺服系统非线性难以控制的难题,将非线性状态反馈微分变换和模型跟随自适应控制结合,通过建立阀控非对称缸位置伺服系统的离散非线性参考模型,借助于仿射变换实现了对非线性电液伺服系统的动态反馈线性化,通过仿真说明AMFC在电液伺服系统能够准确跟随参考模型的输出,精度较高,说明AMFC通过与仿射非线性变换相结合将其扩展到电液非线性系统,将成为一种对液压伺服控制系统极有实用价值的非线性控制方法.     

电液比例高低机系统模糊PID控制研究

研究电液比例高低机控制系统,考虑阀控非对称缸系统正反向行程的非对称性、摩擦等因素,通过状态方程组形式建立了电液比例阀控非对称缸驱动高低机系统的非线性模型。在MATLAB/Simulink中采用模糊自适应PID控制方式,建立电液比例高低机模糊PID控制模型并进行仿真,结果与传统PID控制方式相比,能有效地改善高低机系统的动态特性,满足实际高低机控制特性。     

阀控液压伺服系统的辨识与优化设计研究

根据阀控缸电液位置伺服系统的组成,对系统中的阀控缸的数学模型进行了研究,并通过系统辨识的方法得到了阀控缸系统的闭环传递函数,控制器采用全维状态反馈,以二阶工程最佳为优化目标建立了系统的仿真模型。仿真结果表明该控制器实现了液压位置伺服系统的极点配置,完成了优化目标。表明全状态反馈控制能够提高液压伺服系统的位置跟踪精度,具有工程可行性。     

非对称伺服阀控制非对称液压缸的理论分析

根据力平衡和输出功率的关系，定义了非对称阀控制非对称缸伺服系统的负载压力和负载流量，非对称伺服阀可以消除非对称缸系统的压力突变现象。据此建立非对称阀控制非对称缸系统的数学模型。     

阀控单出杆缸电液伺服系统二阶线性自抗扰控制

为提高阀控单出杆缸电液伺服系统性能,在构建阀控单出杆缸电液伺服系统动态机理模型基础上,提出了一种具有加速度前馈的二阶线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)方法,采用奇异摄动理论分析了闭环系统稳定性,并针对系统响应性能和抗干扰性能与传统PID控...     

电液伺服系统位置-压力主从控制方法研究

基于主从控制理论提出一种新的阀控缸电液系统位置和压力主从控制方法。建立阀控缸系统位置传递函数后,将液压缸两腔的压力动态变化信号应用位置-压力转换公式转换为位置信号,再将转换的位置信号叠加到电液伺服系统的主位置闭环内,以实现阀控缸系统位置和压力的主从控制。通过在MATLAB/Simulink中搭建的仿真模型,仿真分析该方法的控制效果,结果表明该控制方法正确可行。通过分析现场样机矫直钢板时液压缸的位置和压力信号,证明电液伺服系统位置-压力主从控制方法可以实现位置、压力不同变量的在线主从控制,提高了系统的响应速度和控制精度,为其他电液伺服系统的设计研究提供理论基础。     

阀控非对称缸系统中气穴现象分析及解决方法

针对阀控非对称缸系统中,油缸无杆腔容易产生气穴的问题,开展了理论与实验研究。推导建立了阀控缸系统稳态数学模型,得到了稳态运动时油缸两腔压力的理论计算公式。根据理论推导,指出在油缸结构参数固定不变时,选用和油缸匹配的控制阀、降低外负载力和提升油源供油压力,可以在一定范围内避免气穴现象的发生。实验结果证明了理论分析的正确性。     

电液位置控制系统的最坏工作状态分析#br#

以电液位置控制系统为研究对象,建立对称阀控非对称缸且具有弹性负载的传递函数模型,对比活塞杆伸出与缩回时系统频率响应的差别,指出从保守设计角度出发,应以活塞杆伸出时的模型进行控制器设计。进一步考察等效负载参数变化对系统的影响,以保证系统在最坏的情况下也能工作。给出等效质量、等效刚度、等效阻尼3个参数在确定时的依据,为控制器设计提供了理论指导。     

考虑阀口误差的阀控非对称液压缸系统建模、仿真与试验

从解决比例阀控制非对称缸系统存在的超压问题入手,分析因加工误差引起的各阀口重叠量不一致这一非线性因素对系统性能的影响,建立考虑阀口误差的阀控非对称缸系统的非线性状态方程模型和键图模型。应用这两种非线性数学模型分析一实际非对称阀控制非对称缸系统的压力特性,与试验结果的对比分析验证了所建的非线性数学模型的正确性。仿真和试验研究揭示比例阀控制非对称缸系统的阀口误差对系统性能影响较大,往往是引起有杆腔压力超过供油压力的主要原因。通过大量仿真研究获得了阀口误差与系统超压之间的关系,研究表明适当提高比例阀阀口的加工精度有利于消除超压现象和提高系统的性能,进而建议将某些比例阀阀口误差控制在最大阀位移的0.5%以内。给出的两种非线性数学模型具有通用性,可用于对各类阀控缸系统进行系统仿真、设计和控制策略等方面的理论研究工作。     

差动阀控非对称缸系统的稳态特性分析

差动阀是具有R型机能的比例方向阀,无需借助外部元件,即可构成差动回路。通过推导得出了差动阀控非对称缸系统在稳态下系统的压力特性、承载范围和速度-负载特性。与常规阀控非对称缸系统进行对比分析,指出了差动阀控非对称缸系统一些独有的特性,如空载下油缸正反向速度增益相等、伸杆时差动阀的通流能力小于标准控制阀等,并对差动阀的选型和使用进行了讨论。     

非对称泵控差动缸速度伺服系统特性

为解决差动缸两腔面积差引起的吸排油流量不对称问题,系统应用非对称泵的结构特点使其在运动过程中能进行自动补偿。但由于两腔面积差不是严格的比例关系以及系统存在气蚀、泄漏等非线性的影响,仍然存在差动缸伸出和收回速度不一致,动静态性能差,系统能耗大等问题。针对于此,分析非对称泵控差动缸系统四象限运行特性,建立能量传输模型,从理论上阐述能量消耗和速度的关系,并进行开环特性试验验证。进一步以差动缸速度和电动机转速的特性曲线为速度闭环控制的前馈函数,提出非线性动态前馈补偿控制策略,根据工况实时调用,将计算所得值作为电动机给定转速,对差动缸的速度进行动态补偿。仿真和试验结果表明,该控制策略有效改善差动缸伸出和收回速度动静态性能,提高了系统能量效率。     

自行式液压货车非对称转向系统设计

从已知参数着手,利用简单的动力学模型,建立自行式液压货车蝴蝶板式转向机构的数学模型,确定拉杆、蝴蝶板以及液压缸各铰接点的位置,完成单侧转向装置的设计。在此基础上,进行两侧转向装置对称或非对称布置,结合液压助力与机械杆系运动互补的思路,提出通过利用液压缸自身的面积差来提供转向速率比与动力比的方法,解决相对于对称性机构的不同布置时,非对称性转向机构引起的两侧蝴蝶板机械机构不协调和液压缸动作与受力不一致的问题;同时针对不同转向机构的轨迹同步模式,利用两侧液压转向系统相互连通的能量传递通道,设计出相应的液压转向回路连接方式,实现了轨迹的同步,改善了转向性能。对设计的某型货车转向系统进行仿真与试验研究,证明了该方法的可行性和实用性,为自行式液压货车转向系统优化设计提供理论指导。     

发动机连杆拉压模拟疲劳试验台研制

为了研究发动机连杆在拉压载荷下的疲劳特性,基于美国M公司的LabVIEW开发环境和CompactRIO嵌入式控制器,研制了发动机连杆拉压模拟疲劳试验台,该试验台采用了液压伺服的加载方式对连杆进行了拉压加载.根据发动机实际运行工况下连杆主要承受着循环交变拉压载荷,而最大压缩载荷要大于最大拉伸载荷的特点,采用了非对称的加载...     

基于S7-300的比例阀控液压缸的PID静态补偿控制

分别建立对称阀控非对称液压缸在有杆腔进油和活塞腔进油时的数学模型,使用MATLAB/Simulink分析液压系统在这两种进油情况下的动静态特性,结果表明,液压系统在两种进油情况下系统超调量、调节时间、振荡次数等几个方面存在较大差异。为补偿系统这种非对称性,以S7-300 PLC作为控制器的基础上提出了PID静态补偿控制策略。在疲劳加载试验台上对这一控制策略进行试验验证,试验结果表明,采用PID静态补偿策略很大程度上提高了系统的响应速度及精度。     

船用舵机两种液压驱动方式振动噪声对比试验

液压驱动是目前船用舵机的主要驱动方式,其振动噪声不仅会影响系统的平稳运行、人员的健康舒适,还会对设备和元件的寿命产生影响,因此,振动噪声水平是现代船舶装备设计的关键指标之一。针对双柱塞缸对称驱动及单柱塞缸非对称驱动典型船用舵机,通过容积控制和节流控制两种方式,进行了两种舵机系统振动噪声的对比试验,探讨了不同驱动方式、不同驱动速度等因素对船用舵机振动噪声的影响。结果表明:采用阀控双柱塞缸对称驱动可有效降低舵机系统的振动噪声。     

基于SolidWorks的液压缸参数化CAD设计

用软件SolidWorks的二次开发功能,以Access为后台数据库,采用VisualBasic语言形成液压缸的参数化设计系统。该系统采用VB编程、数据库管理系统、VB设计计算、VBA、SolidWorks干涉检查等关键技术;解决双作用单杆活塞式液压缸中标准件的管理和调用、非标准件的设计计算、液压缸的参数化设计、运动仿真等关键问题。