魏克湘[1]2003年在《电流变阀的特性分析及其数控高压电源的设计》文中指出在电流变流体应用于液压技术的研究当中，对电流变阀工作特性的分析大多是基于旋转剪切型测量所得的信息来进行，以电流变流体为工作介质，在实际的大流量状态下对其工作特性进行分析的研究报道较为少见。而对电流变阀中的高压控制电源，可能是由于电流变阀还不具备实用价值，其有关的研究工作更很少报道。本文针对上述存在的问题，对电流变阀在实际应用状态下的工作特性进行了分析，并对其高压控制电源进行了研究。 本文首先介绍了电流变技术的发展动态、电流变效应的机理及工程应用的原理，详细介绍了电流变流体在液压技术中的应用。 对电流变阀的工作机理和控制方法进行了探讨，建立了电流变阀的反馈控制模型。在实际工作状态下对电流变阀的工作特性进行了研究，通过仿真和实验分析得出：使用电流变阀作为流体控制元件，能提高系统的响应速度，简化控制方法，对执行元件具有较好的可控性，验证了电流变技术用于液压控制系统的可行性。 针对电流变阀对高压控制电源要求的快速通断及智能控制和体积小的特点，采用单片机技术与高频开关电源技术，设计制作了一台用于电流变阀控制的数控高压电源装置。
许乔丹[2]2005年在《应用于电流变技术的数字化软开关高压电源》文中研究指明电流变技术有着广泛的应用前景,目前研究电流变技术的队伍也不断壮大。研究表明,要能够准确检测和控制电流变材料的电流变效应的变化,重要的外部因素之一就是取决于高压电源的性能,因此开发出适合电流变技术需要的高压电源迫在眉睫。鉴于电流变技术对于高压电源的特殊要求,本课题在研究了开关电源,尤其是谐振变换器理论的基础上,采用电容滤波方式下的串并联谐振变换器作为主电路拓扑,实现软开关技术,并以具有DSP功能的高性能单片机为控制核心,利用数字化控制替代传统的模拟控制,结合先进控制方法,探讨了开关电源的数字化技术。本文首先提出了电流变技术对高压电源的要求,并回顾了国内外电流变领域高压电源的发展现状,分析了发展中所存在的问题。在设计部分详细的给出了整个高压电源的设计过程,主要包括了整流滤波电路、功率级拓扑选择、参数确定、保护电路设计、高压高频变压器设计、控制电路的设计等。针对电容滤波方式下的串并联谐振电路目前理论分析仍然缺乏的现状,利用等效RC负载变换方法建立其等效模型,在等效模型的基础上提出了变换器实际参数的确定,以saber仿真软件作为仿真工具,对所得到的谐振参数进行仿真论证,并通过实验验证了其有效性,避免了设计和调试此类高压电源的盲目性。另一方面,从性价比出发,选用了dsPIC30F系列的高性能单片机作为控制核心,简化了电源控制电路,实现了电源的智能化连续调压控制,并探讨了模糊PID控制方法在开关电源中的应用,充分发挥模糊控制和PID控制的优点,弥补各自缺点,这种控制策略提供了一条崭新的DC/DC控制途径。根据对电路进行理论分析和仿真的基础上,设计制作了一套实验电源,并搭建了电流变阀实验台。从实验结果表明所设计的参数比较合理,电路各部分均工作正常,能在较大范围内实现连续调压,而且负载特性好,具有良好的短路过流保护特性,既能在接近空载的状况下工作,又能带动较大的负载,达到了预期的设计要求。在此基础上利用VB软件编写了在电场作用下电流变液体“压力输出可视化”程序并对高压电源动态性能进行测试,从而初步实现了计算机信号调节电源电压的功能,实现了智能化调压控制,从总体上看,所设计的高压电源能基本满足电流变技术自动控制的需要。
娄娟[3]2006年在《电流变技术在电控液压制动系统中的应用》文中指出电流变(Electro-rheological,简称ER)技术是一门新兴的边缘学科,在各行各业引起了广泛关注。它的核心是电流变液体,这种液体在电场作用下其流变性能会发生快速、连续、可逆的变化。使用电流变液体作为工作介质的电控液压制动系统在电场作用下,可以连续方便地调节流体压力、流量及方向,是电流变技术在液压方面的一个重要应用。现有的研究基本上都只停留在单个电流变阀的性能、结构方面。本文采用多个电流变阀组成的桥路结构为液压控制系统的核心,对电控液压制动系统的制动压力调节装置进行了研究,并对电流变阀控系统所需高压电源进行了初步地分析。首先对电流变技术的发展动态,材料组成和作用机理进行综述。阐述了电控液压制动系统的基本工作原理,从而提出了基于电流变阀控系统的制动压力调节装置的设计方案,由此展开电流变阀控系统的具体研究,提出对电流变液作为传动介质的要求,推导出了电流变控制阀的控制方程。根据电流变阀对液压缸的控制方式,建立了两种由电流变阀控制液压缸组成的电流变阀控系统动力元件的数学模型,并对电流变阀桥路结构式的动力元件组成的阀控位置系统进行了仿真。结果表明系统具有良好的动态性能。
曲丽娟[4]2012年在《基于电流变阀的ABS系统仿真研究》文中进行了进一步梳理电流变阀是电流变技术在流体控制上的创新成果，结构简单，在外加电场的情况下压差能够快速无级的调节，由于没有阀芯的运动，流体的压力损失小，并且产生的波动小，将它运用到汽车ABS上能极大地提高压力调节装置的响应速度和系统的制动性能。本文从ABS理论出发，设计了基于电流变阀的压力调节装置，对压力调节装置的响应特性及整个ABS系统的制动性能进行了仿真分析，主要工作内容如下：首先，针对现有ABS系统的压力调节装置的不足及电流变技术在流体传动控制中的优势，提出了基于电流变阀的ABS系统方案；基于传统的ABS压力调节装置的结构特征，设计了一个新的基于电流变阀的压力调节装置，并结合该装置的工作特性对其工作介质、高压电源，能源装置进行了分析。其次，根据电流变阀的工作原理，确定了压力调节装置的控制元件电流变阀的结构和几何尺寸；利用ANSYS软件对电流变阀的结构进行了有限元分析，结果表明电流变阀的强度和刚度满足工作要求；利用FLUENT软件对电流变阀的流场进行了分析，结果表明电流阀中电流变液的流动特性与理论分析一致；建立了基于电流变阀的压力调节装置的数学模型，利用MATLAB软件对装置的稳定性和响应特性进行了仿真分析，结果表明该装置具有良好的调压性能。最后，根据车辆结构特点和基于车辆制动效果的研究目的，建立了基于电流变阀的ABS系统的数学模型；根据系统的特性设计了滑模变结构控制器；利用Simulink软件对新的ABS系统进行了建模并对系统的制动性能进行了仿真分析，结果表明所设计的滑模变结构控制器的正确性，基于电流变阀的ABS系统的制动时间和制动距离较传统ABS系统的短，制动压力平稳。
龙海洋[5]2016年在《20MN复合材料液压机电控系统的设计研究》文中提出高性能复合材料在汽车领域的应用,是当前汽车“减重、节能、减排”的迫切需求,符合国际能源供应紧张下对汽车“轻量化、安全化、低能耗化”的发展规划。20MN复合材料液压机作为新型复合材料LFT-D在线模压成型生产线的终端成型设备,其控制系统的设计研究具重要意义。本文针对20MN复合材料液压机的性能要求,对电气控制系统进行了设计,在此基础上对系统加压、保压控制进行了仿真研究。论文首先介绍了20MN复合材料液压机的结构特点以及液压系统分布;在给出液压机技术参数的基础上,计算了系统流量和液压回路沿层压力损失;介绍了当前多阀并联控制的研究概况,分析了主缸回路采取多阀并联控制的必要性。其次根据20MN复合材料液压机的工艺过程及性能要求,确立了以PLC为核心的现场总线控制系统,并选取工业以太网PROFINET以及IO-Link连接系统来实现网络结构的优化。给出了主要控制元件的选型,在此基础上对电气传动系统以及PLC主、从站进行了设计。然后对20MN复合材料液压机加压、保压系统进行了建模仿真研究,首先建立主缸回路比例阀组的数学模型,在此基础上搭建加压、保压控制Simulink仿真模型,通过与比例阀样本中压差-流量参数对比,验证了比例阀模型的可行性。然后研究了回路泄漏对单阀加压速度及加压能力的影响,通过仿真测试了0.5S时间内单阀加压能力,以此确定了DG10阀、DG32阀、DG80阀并联加压的方案,最后提出了基于PID的加压保压变增益比例控制方案,通过对比仿真给出了满足加压要求的比例控制参数,为下阶段加压控制提供依据。最后进行了液压机控制系统软件设计,给出了前期试运行阶段关键过程的采取的控制策略,并对试运行阶段采集的无压快下和快转慢过程的速度、位移数据进行分析,验证了前期控制策略的可行性。通过对在滑块静止状态下采集的速度波动数据进行分析,确定了系统的主要干扰源,并提出可行的干扰抑制措施。
权凌霄[6]2010年在《参数可变液压蓄能器研究》文中进行了进一步梳理液压蓄能器是液压控制系统中用于存储能量、减小压力冲击及吸收压力脉动的最为直接和有效的元件,对降低系统能耗、减小噪声、延长元件及系统寿命、提高系统性能有着至关重要的作用。但是,传统蓄能器在使用过程中存在着基础理论不细致及工作参数不可变的两大缺陷,制约其使用效果。因此,本文针对这种现状中开展以下研究工作:1.基础理论研究针对传统蓄能器两大缺陷,提出参数可变蓄能器样机及其计算机控制系统的设计思想,确定其工作原理,并进行工程设计,在此基础上对其进行深入研究,为参数自适应型蓄能器研究奠定基础。(1)结合单自由度系统振动理论,研究液压系统的振动数学模型及液压系统的振动机理,并分析阻尼、惯性元件(质量块)及容性元件(弹簧)变化对液压系统振动的影响。(2)基于气腔参数改变会对蓄能器动态性能有较大影响的理论,设计阀控非对称缸气体参数在线调整装置,并采用机理分析方法建立高压气体负载工况下的阀控非对称缸状态空间模型。(3)总结分析磁流变阻尼器MRFD(Magneto-rheological Fluid Damper)研究成果,设计适用于参数可变蓄能器样机的阀式磁流变液MRF(Magneto-rheological Fluid)工作腔,同时基于MRF的力学机理及阻尼力计算理论,研究其工作腔数学模型。(4)在对蓄能器油口阻尼效应研究基础上,设计基于伺服电机驱动的半主动进油阻尼调节机构。然后,分别建立伺服电机、轴向旋转运动部分及直线运动部分的数学模型,进而研究半主动阻尼调节机构的整体状态空间数学模型。(5)在对传统活塞式蓄能器和皮囊式蓄能器工作原理及数学模型基础上,综合两类蓄能器的结构优点,设计具有气腔、磁流变液腔及油腔的参数可变蓄能器装置。然后,建立其力学模型,对参数可变蓄能器装置的状态空间模型进行研究。2.仿真分析基于各部分数学模型,首先研究各控制系统的能控性及能观性,然后对各部分的动态性能进行仿真分析。针对基于气体负载的阀控非对称缸装置,分析初始气体当量、初始充气体积及液压缸位置的变化对该装置性能的影响;针对伺服电机驱动的半主动阻尼调节机构,仿真研究其动态响应性能;针对参数可变蓄能器装置,仿真分析气体当量、气腔气体体积及进油口通油面积变化对其性能的影响。然后分别针对阀控非对称缸装置及半主动阻尼调节机构的闭环控制系统,研究得出较为适用的PID控制参数和模糊自适应PID控制器。为样机设计提供辅助作用,同时为实验研究提供一定的指导和帮助。3.样机制造及控制系统搭建结合理论研究及仿真分析结果,设计参数可变液压蓄能器样机图纸并完成加工制造;设计搭建基于“PC+DSP”控制的两级计算机硬件控制系统,采用图形化编程软件LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering)及DSP编程软件CCS3.3(Code Computer Studio IDE),分别编写上下位机的软件程序。4.实验研究结合理论研究及仿真得到的结论,针对该样机进行实验研究。将样机安装到双通道负载模拟实验系统中,该系统的工况能够实时变化。当工况实时变化时,研究各个子控制系统的动态响应能力,并研究气腔参数、进油口结构参数及MRF工作腔电磁线圈电流变化对参数可变蓄能器装置性能的改善情况。以验证样机结构设计的合理性及数学模型的正确性。所取得的研究成果将为实现参数可变蓄能器的自适应控制奠定基础。
崔金岭[7]2008年在《柔性夹具技术的研究与创新设计》文中研究说明多品种、小批量、短周期是现代机械制造业的主要特征。这一特征的生产方式,导致了柔性夹具理念的产生与技术的发展。但是,目前人们对柔性夹具技术研究的深度和广度,还远不能适应生产领域的迫切要求。主要表现是尚未构建柔性夹具技术的系统分类体系,对非机械夹紧的特种柔性夹具重视不够,以及在实际生产过程中过分依赖成本高、调整操作费时的组合夹具等。因此,有必要针对上述问题,开展较为系统而深入的研究,并创新设计出不同种类的反应快速、调整方便、工艺性好、制造成本低的新型柔性夹具,从而在一个侧面上促进夹具技术的发展。论文的主要研究内容如下:(1)构建了柔性夹具技术的分类体系。这一分类体系,便于人们从整体上全面认识和掌握柔性夹具技术,并为科学选择柔性夹具提供理论依据。(2)对偏心轮定位柔性夹具进行了重点研究。对创新设计的多种偏心轮定位柔性夹具,建立了数学模型,给出了能够指导工程设计的误差计算公式。(3)对可调压板式柔性夹具、冲击式自锁手动柔性夹具、螺旋定位式柔性夹具等,进行了一定研究。结合工作原理图,对所创新设计的柔性夹具进行了力学建模和力学分析,给出了力学计算公式。(4)对非机械夹紧的特种柔性夹具,进行了较为系统的总结,重点针对基于不同液固两相转变材料的特种柔性夹具,分析归纳出了相应的技术特点与选择方法。此外,对发展前景较好的冰固夹具的制冷技术进行了分析和总结,并对半导体制冷、电化学制冷及涡流制冷等几种制冷技术的原理、实用性进行了比较,便于工程领域借鉴与选用。(5)总结了柔性夹具的发展现状及未来的发展趋势,并对论文所涉及的柔性夹具技术,进行了分析和展望。
杨道斌[8]2003年在《电流变材料在车削颤振抑制中的应用及理论研究》文中指出机械制造过程中的切削颤振是影响产品质量和妨碍工厂自动化的一个重要因素，对其进行在线监视和控制成为改善切削系统稳定性的一项关键性实用技术。本论文将电流变技术应用到车削颤振的控制中，取得了令人满意的效果。论文的主要工作如下： (1)针对细长轴工件切削加工中的切削振动特点，应用电流变材料设计了一种基于智能电流变液阻尼器的切削颤振抑制结构和一种基于电流变液双电极复合结构的颤振抑制装置。通过静加载实验和激振实验分别对它们在不同电场强度下的静态特性和动态特性进行了研究，建立了相关的理论模型，进行了颤振抑制的理论研究。在此基础上，将两种结构成功应用于不同电场强度，不同切削条件、不同工件材料下的细长轴工件的端面车削和切断加工颤振抑制，而且工件表面质量有很大改善，但相同条件下两种结构的实验结果不尽相同。 (2)为了保证电流变液切削颤振抑制结构及装置的电控性能稳定，对电流变材料的成分选用、影响因素、稳定性和电流变效应等进行了实验和理论研究。开发了一种分散稳定性好，电流变效应指标可以同在售商品相媲美，成本低廉，环保型的高性能电流变材料。 (3)建立了基于智能电流变阻尼器的切削颤振抑制结构作用下的切削系统的数学模型，对其颤振抑制作用原理进行了深入的理论分析，并给出了切削颤振抑制结构作用的条件。 (4)应用集中参数法对电流变液双电极复合结构颤振抑制装置作用下的切削系统进行了简化，建立了系统的粘—弹塑性模型，对装置的颤振抑制作用进行了深入的理论分析，并提出了此种装置的颤振抑制条件和相应的改进措施。 (5)讨论了各种颤振的产生机理、特征参数和稳定条件。基于对细长轴工件切削过程动态切削力和再生颤振效应的理论分析，对整个切削系统特性进行了理论和实验研究，建立了两自由度模型，讨论了切削加工系统的稳定条件和颤振形态；模拟细长轴工件实际切削过程，进行了两种电流变液结构作用下的切削系统的动态特性激振实验，建立了结构作用下的两自由度系统模型，探讨了结构的颤振抑制规律，并对结构的颤振抑制实验结果进行了理论解释。
参考文献：
[1]. 电流变阀的特性分析及其数控高压电源的设计[D]. 魏克湘. 湘潭大学. 2003
[2]. 应用于电流变技术的数字化软开关高压电源[D]. 许乔丹. 福州大学. 2005
[3]. 电流变技术在电控液压制动系统中的应用[D]. 娄娟. 河北工业大学. 2006
[4]. 基于电流变阀的ABS系统仿真研究[D]. 曲丽娟. 湘潭大学. 2012
[5]. 20MN复合材料液压机电控系统的设计研究[D]. 龙海洋. 重庆大学. 2016
[6]. 参数可变液压蓄能器研究[D]. 权凌霄. 燕山大学. 2010
[7]. 柔性夹具技术的研究与创新设计[D]. 崔金岭. 苏州大学. 2008
[8]. 电流变材料在车削颤振抑制中的应用及理论研究[D]. 杨道斌. 北京工业大学. 2003
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