张伟汉[1]2002年在《阀控非对称油缸控制系统及特性研究》文中指出对称阀控非对称油缸与典型阀控对称油缸的动态特性有很大区别，阀控非对称油缸不能沿用典型的阀控对称油缸的动态特性分析结果。 本文就对称阀控非对称油缸控制系统的静态特性与动态特性进行了系统的研究，并以具有负向负载的阀控非对称油缸控制系统为例，推导出了系统的最低液压固有频率、负载压力、负载流量、传递函数，对阀控非对称油缸控制系统的刚度、精度、误差及动态特性进行了分析。并在旋压机的应用中得以验证和应用。
段卫民[2]2005年在《电液伺服加载系统理论分析与仿真研究》文中研究说明多通道电液伺服加载系统是对结构件进行静力性能、疲劳性能、细节疲劳、额定强度、低周疲劳性能、断裂韧度、疲劳裂纹扩张性能、腐蚀疲劳、结构静强度、疲劳/耐久性、操作容限设计等试验的关键设备。上述试验为设计提供理论依据,并具有节省研制经费、缩短研制周期、实现各种可能的试验情况等许多优点。 本文首先介绍国内外在多通道伺服加载领域研究和应用的现状,以及当前电液伺服系统主要的控制方法及其特点,然后,提出了本文的主要研究内容和方案。 多通道伺服加载系统的液压执行元件通常都是对称阀控制非对称缸,它的加载特性与对称阀控制对称缸有明显的差异,有关这方面研究的文献和资料较少。作者认为伺服阀的节流口压差是决定液压系统静态和动态特性的重要因素,通过分析对称阀控制非对称缸在典型加载方式下,两腔油压的变化规律,能帮助我们对它的静、动态特性的了解。人们在对非对称油缸位置系统的研究中,发现非对称缸在换向瞬间具有压力跃变,因而影响系统运动的平稳性,那么压力跃变对伺服加载系统的影响如何,作者提出了不同的看法。在上述研究的基础上,建立对称阀控制非对称缸伺服加载系统的数学模型,以及具有压差局部反馈补偿时,系统液压固有部分的数学模型。实验研究表明本文的数学模型是准确的。 影响多通道电液伺服加载性能的因素有很多,本文对一些主要因素作了理论分析和实验研究。首先,分析了油缸的不同几何尺寸、被试件的不同刚度以及不同的载荷值对系统静、动态特性的影响;其次,简要地分析了阀控非对称缸具有非线性的原因及补偿措施;接着,针对多通道伺服加载相互间存在干扰,并影响加载精度的问题,作者提出把耦合作为干扰来处理,通过提高系统的抗干扰能力来减轻耦合的影响,仿真表明采用结构不变性原理的补偿方法对抑制干扰效果较好;在实验过程中,作者发现在方波加载换向瞬间,实际载荷值向反方向“跳变”,而在正弦加载中,正向加载比较平稳,反向加载则出现“波动”,作者对上述现象进行了分析,提出了导致这一现象的原因。分析闭环指标与开环频率特性之间的关系,对于设计系统的控制策略具有指导作用。为此,本文对闭环-10°、-90°相移指标与开环频率特性的关系作了分
胡建军[3]2008年在《电液比例同步控制系统建模及控制策略研究》文中认为同步运动控制的研究在国内外一直是个热门课题。在工业生产中,要求转角同步或直线位移同步的机械种类繁多。液压同步控制因其结构简单、组成方便、易于控制和适宜大功率场合等诸多优点,在各个工业领域中得到了广泛应用。本论文详细研究了目前各种阀控非对称缸数学建模的资料,并对其不足之处做了简单的说明,同时提出了建立阀控非对称缸数学模型新的建模思路。本论文在查阅大量国内外有关文献的基础上,对液压同步控制系统提出了—集中控制型、分散控制型和独立控制型等新的分类方法。论文对控制策略做了重新的定义,进一步明确了各基本控制策略的形式,并对各基本控制形式的性能和特点做了分析和对比。本论文在原有控制策略的基础上提出了新的控制策略形式：非对称控制策略。按控制方式的不同,集中控制型液压同步系统可分为分补油式、放油式和既补又放式叁种,应用很广。本论文对这叁种同步回路做了较深入的研究,在相同工况及外干扰条件下,采用新的建模方法和理念,建立了叁种液压同步控制系统的数学模型,所得到的数学模型有一定理论价值。本论文运用控制理论的原理对叁种液压同步控制回路的静、动态特性做了详细的分析,提出了液压同步控制系统参数的设计方法,建立了叁种液压同步控制形式的主要性能指标的参数化表达式,并推导了叁种液压同步控制形式的主要技术指标的计算模型,据此对叁种液压同步控制形式的参数作了精确的计算验证。本论文讨论了PID调节器参数的整定方法,并通过对各种参数整定方法的对比,决定选用试凑法对PID调节器参数进行整定。通过试凑法确定了叁种液压同步控制形式各组PID控制器的最优参数组合,为了能对叁种液压同步控制形式经PID校正后进行对比,对叁种液压同步控制形式的PID调节器的参数做了统一的处理。利用MATLAB中的SUMLINK工具,对叁种液压同步控制形式进行了仿真研究,分析对比了控制策略对系统性能的影响,找出各同步控制系统PID调节器的最优控制参数。最后通过对各同步控制系统PID调节器参数的统一,得出了一些对工程应用具有理论指导意义的结论,达到了预期的目的。
冯波[4]2014年在《矿用轮胎试验机侧偏液压伺服系统仿真分析》文中提出轮胎试验机是轮胎综合性能检测的关键设备，早期主要以进口为主。近些年来，一些国内企业开始逐步涉足轮胎试验机行业，并取得了很大进步。但对于使用条件极差，负载冲击大，而运输速度要求又不断提高的矿车用轮胎，国内还没有成熟的设备来对其工况进行模拟并对轮胎的性能进行测试。矿用车辆的负载工况不同于高速公路的负载工况，其工作中会经常出现重载冲击的现象，为了测试这种工况下的轮胎性能，就需要对液压元件和控制系统提出更高的要求，目前，矿用轮胎试验机在国内仍然属于待开发的领域。侧偏性能是轮胎的重要测试内容，它是衡量轮胎操控性能的重要指标。所谓侧偏现象是指轮胎在行驶过程中突然转向，轮胎由于自身的变形，使轮胎的实际运行方向与其转角方向不一致的现象。在侧偏系统测试过程中，对于轮胎偏角的设定，在国际上通常采用阀控马达和阀控非对称缸两种方案，两种方案各有特点，本文将进行理论推导和分析，对两种方案进行比较分析，确定矿用轮胎试验机的最佳方案。虽然对称滑阀控制液压马达方案精度高，稳定性好，但是，在旋转运动转化为直线运动过程中，力传递环节较多，因此适用于小型轮胎或对精度要求较高的工况。对称阀控制非对称缸的执行力大，结构简单，控制精度也可以通过比例环节的调整达到较高范围，对于大型轮胎是优选方案。本文将对轮胎试验机侧偏系统的液压伺服控制部分进行分析，对阀控非对称缸和阀控马达方案进行传递函数推导，建立系统数学模型。运用Simulink进行线性仿真分析，确定其参数的正确性。并通过在BoschRexroth D&C simulator软件中加入非线性参数进行仿真分析，了解两种方案在非线性工况下的精度和性能。通过仿真还可以了解到比例环节P在提高响应速度和控制超调量方面起到主要的作用，应首先调整好这个系数。积分环节可以对移动部件实际位置与理论位置的稳态误差加以补偿，但是也很容易造成系统的不稳定。这项研究是项目初期的理论计算分析部分，对后期设备的制造，以及在客户工厂调试，有一定的理论意义。
黄凯强[5]2008年在《接箍车丝机上下料专用机械手的研制》文中指出随着接箍需求量的逐年增加,对接箍加工过程的自动化程度要求越来越高,本文设计了一台接箍车丝机专用上下料机械手,代替人工给车丝机上下料,提高了接箍生产效率。该设备应用了先进的机械设计技术、电液比例控制技术、伺服控制技术和计算机控制技术,自动化程度高。全文分为以下六章:第一章介绍了机械手的国内外研究现状和发展趋势,综合论述了课题相关技术的发展和趋势,说明了课题研究的背景和意义,说明了研制接箍上下料机械手的必要性。第二章完成了机械手总体机械设计,介绍了机械手的工作流程,并对机械手的夹持装置、卡爪油缸和纵向滑架等关键部件进行设计。第叁章完成了机械手液压系统的总体设计,介绍了机械手液压系统的组成和工作原理,介绍了液压系统中液压缸、电液比例阀、油箱及管道的计算及选型,最后对液压系统的性能进行了验算,保证系统能可靠稳定运行。第四章建立了非对称阀控非对称缸的数学模型,从理论上说明了非对称阀控非对称缸如何消除液压缸换向时的压力突变,并在非对称阀控非对称缸数学模型的基础上给出了机械手电液比例控制系统的数学模型,在Simulink中搭建系统的仿真模型,分析系统的动态特性和确定PID控制的叁个参数。第五章完成了机械手电气控制系统的总体设计,详细介绍电液比例控制系统及电机伺服控制系统的电气实现方式,并对主控器SIMOTION D425及PROFIBUS在机械手中的运用做了介绍,最后给出了机械手的PLC控制程序。第六章对论文所作的工作进行了总结,并对接箍车丝机上下料机械手的进一步研究做出了展望。
朱炎周[6]2010年在《定点倾转式电炉定量浇注系统研究与开发》文中研究指明铸造产业素来享有“工业之母”的称号,是关系国计民生的重要行业。浇注是铸造生产的关键工序,对于铸件的产量、质量起着决定性的影响。浇注过程控制的关键要素是金属熔液的浇注量和浇注平稳性。我国大部分工厂目前仍然采用手工操作浇包的工艺完成金属熔液的浇注,靠人工经验完成的浇注,很难精确控制浇注要素,影响了浇注质量及生产效率。为此需开发多种自动化浇注设备,而浇注设备自动化水平在很大程度上取决于设备的定量浇注控制系统。为此,开发自动化的定量浇注设备很有必要。常规倾转式浇注机为了实现自动定量浇注必须同时控制叁个方向的运动,结构复杂,控制困难,至今未见到成功的应用实例。同样实现定量浇注,定点倾转式电炉只需要控制电炉的转角一个自由度,从而使得定点倾转式电炉定量浇注成为可能。论文以定点倾转式电炉为研究对象,查阅了大量国内外相关资料,分析了目前国内外倾转式定量浇注机的应用现状,设计了基于控制浇注平稳性的角位移控制系统和控制浇注量的重量控制系统,完成了定点倾转式电炉定量浇注系统的开发。在定点倾转式电炉定量浇注的液压控制系统中,由于电液比例控制原理简单、抗污染能力强、价格适中,控制精度可满足大多数工业要求,所以本论文采用电液比例换向阀做为控制主阀。论文设计了阀控缸角位移控制系统,控制电炉的倾转角度,再结合角位移传感器和重量传感器的反馈与比例阀形成的闭合回路,以达到定量控制的目的。这从传动和控制的角度都是一种新的尝试,对于液压控制系统的理论和实际应用都有相当大的价值。论文根据非对称缸在两种进油状态下控制参数及性能不同,分别建立了两种进油状态下的阀控非对称缸定量控制系统数学模型。通过把炉体倾转角度控制和阀控缸模型的控制参数有机的结合起来,完成角位移控制子系统和重量控制子系统的数学建模。最后结合两个控制子系统模型,就可得到定量控制系统模型。该模型有一定的理论价值。论文运用控制理论的原理对定量控制系统的特性做了深入的分析,推导了主要参数设计计算公式,建立了主要性能指标的参数化表达式。通过对系统的校正使系统具有了足够的稳定裕度储备。论文最后利用MATLAB程序和SUMLINK工具对系统的主要性能进行了仿真及初步估算。通过对PID控制器参数的试凑整定及在线整定确定了PID控制的最佳参数组合,提高了系统的动态性能。仿真结果充分说明了定点倾转式电炉定量浇注系统具有较高的定量控制精度,良好的动态特性,满足预期的设计要求。.论文所做的工作,具有较大的理论价值及广阔的工业应用前景。
李文轩[7]2005年在《液压伺服测控实验装置的研究》文中研究指明随着科学技术的不断发展和进步,液压伺服技术的应用,使得液压伺服控制在自动化领域中占有重要的位置,凡是需要大功率、快速精确反映的控制系统,都已采用了液压伺服控制。因此生产企业对掌握上述技术的高级人才的需求也越来越大,因此为满足对这方面人才的培养,本文研究了有关液压伺服测控实验装置的设计和应用。 本文首先介绍了液压技术特别是液压伺服控制技术在自动控制领域的广泛应用,进而阐述了培养掌握液压伺服技术的人才和开发液压伺服测控实验装置的必要性。 液压伺服测控实验装置主要由液压伺服控制系统和工控机组成。通过液压伺服系统中的伺服阀控制对称缸、伺服阀控制非对称缸、伺服阀控制液压马达叁个动力单元等系统,实现开环、闭环、直线运动、旋转运动、线性、非线性、对称、非对称等的控制和对压力、流量、力、位移、角度、扭矩、转速、速度、温度等的检测,此装置可以进行一系列科学实验,可以进行伺服阀及伺服缸的性能检测。本装置中的叁个动力单元要求具有相似的动力特性,因此在研究设计叁个执行机构时,按照它们应具有相同的频宽进行设计。本文的第一部分从理论上建立了叁个动力机构的非线性数学模型,为进行实际设计奠定了理论基础。第二部分建立了适于计算机进行SIMULINK仿真的状态方程,为研究伺服阀控制对称缸、伺服阀控制非对称缸、伺服阀控制液压马达的动态特性及设计提供了有力工具。第叁部分进行该装置的总体设计及执行机构规格的设计。首先给定伺服阀控制非对称缸的参数,然后在伺服阀控制非对称缸仿真模型上通过试凑法确定该系统的频宽。因为要求叁个动力单元应具有相同的频宽,从而根据频宽相同的原则,在所建立的阀控对称缸和阀控马达的仿真模型中通过选取不同的缸径和活塞杆直径及马达的排量进行试凑,达到与伺服阀控制非对称缸具有相同的频宽。第四部分对以上叁个动力机构的输出进行频率特性及阶跃响应分析和对阀控非对称缸进行PID校正,以使该装置具有良好的动态特性和控制精度。
武伟[8]2009年在《深海采矿船升沉模拟平台运动控制研究》文中认为根据现阶段的研究,深海采矿船在海浪的影响下所产生的六个运动中,艏摇、纵荡和横荡可以通过动力定位进行消除,纵横摇可由升沉补偿装置中的万向架得到补偿,也就是说,只需要解决采矿船升沉运动的补偿就可以了。因此本文致力于对采矿船升沉运动的研究,为下一步升沉运动的补偿系统研究打下基础。本文的主要目标是进行深海采矿船升沉运动模拟平台电液伺服控制系统的特性分析及控制策略研究。在分析模拟平台液压驱动系统动态性能的基础上,对电液位置伺服控制系统进行特性分析、理论建模等基础性研究,然后对模拟平台的控制算法进行研究,通过试验验证得出符合模拟平台的工程应用和精度要求的控制算法。本文主要成果和结论如下：1、根据深海采矿船的作业条件,研究了升沉运动模拟平台机械结构和液压动力系统,并对阀控非对称缸系统进行了数学建模仿真,在Simulink软件中建模得出液压缸输出特性曲线,依此进行了仿真验证；2、通过所建立的模型,对阀控非对称缸系统压力特性和由于非对称缸正反向运动不对称等所引起的系统非线性因素进行了分析,为其控制策略的研究提供比较接近于实际系统的仿真模型。3、对模拟平台进行了增量式PID控制和相应非线性系统的模糊自整定PID控制研究,通过理论分析和建模,选择了能达到平台模拟实际运动中各项技术指标要求的控制算法,有效提高了模拟平台的运动姿态精度。4、提出并完成了利用LabVIEW和Matlab/Simulink两种软件针对阀控非对称缸系统控制策略的联合仿真,实现了两个软件的优势互补,取得了良好的可视化效果,也为今后课题的研究设计提供了便利。5、应用LabVIEW软件编制了主控制软件,对模拟平台进行了综合试验研究,验证了阀控缸系统建模和控制策略的正确性和科学性,实验表明,深海采矿船升沉运动模拟平台的设计达到了各项指标的要求。
刘念[9]2012年在《风洞阀控电液伺服系统的精确控制研究》文中进行了进一步梳理电液伺服控制系统综合了电气和液压两方面的优点，具有输出功率大、刚度大、结构紧凑、易于实现无级变速等优点，特别适合于风洞调节机构负载质量大、要求响应速度快等特点，因此在风洞中得到广泛应用。风洞中最普遍的是阀控非对称缸形式的电液位置伺服系统，如多种结构形式的模型支撑装置。由于结构正反两方向上的非对称性以及部分系统参数具有不确定性，阀控非对称缸电液位置伺服系统完整、精确的数学模型很难建立。同时，风洞模型支撑电液伺服执行机构要求在宽调速范围内实现驱动油缸位置和速度的精确控制，利用常规单只伺服阀控液压缸，采用PID控制方法难以达到上述指标要求。本文采用理论分析、数值仿真和试验相结合的方法，对上述问题开展了研究，共分为六章，各章内容如下：第一章为绪论，简要介绍了电液伺服系统和电液伺服阀的原理、构成和分类，简述了风洞中典型的电液位置伺服系统的特点及其控制上所面临的问题、研究背景，并介绍了本文的工作。第二章建立了风洞中普遍采用的阀控非对称缸电液位置伺服系统较为精确的数学模型。考虑到阀控非对称机构在正反两个方向上的非对称性，对正向和反向分别予以建模。基于能量守恒原理重新定义了负载压力和负载流量，并根据液压弹簧刚度理论分析了液压固有频率最小时非对称缸的初始位置和总容积。最后综合电控系统数学模型，给出了整个电液位置伺服系统的传递函数，并以某阀控非对称缸电液位置伺服系统为例，计算了其各环节的传递函数。第叁章首先简单介绍了液压仿真技术和常用的仿真软件MATLAB/Simulink和AMESim。然后分别利用Simulink和AMESim对第二章提到的电液位置伺服系统进行建模与仿真研究，比较了两种方法各自的优缺点。最后利用AMESim对Simulink的接口功能，针对同一系统建立了AMESim/Simulink的联合仿真模型，取长补短，发挥了两种软件各自的优势。第四章针对连续变姿态角时油缸非线性速度精确控制的难点，提出速度位置复合控制策略。针对风洞中模型支撑电液伺服执行机构运动速度范围宽、定位精度高的特点，提出小流量零遮盖伺服阀和大流量正遮盖伺服阀并联控制的方案。利用仿真软件AMESim建立了单伺服阀控液压缸电液位置伺服系统、双伺服阀并联控液压缸电液位置伺服系统的仿真模型，考察控制方法的可行性。第五章基于NI PXI嵌入式实时控制系统搭建了双伺服阀并联电液伺服系统试验平台，实现了基于速度前馈与位置反馈控制策略的验证试验。仿真结果表明，采用速度/位置复合控制技术的双伺服阀并联控制系统可以实现宽速大流量范围内实现油缸位置和速度的同时精确控制。第六章是总结与展望，对全文工作进行了简要的总结，明确了需进一步开展的研究工作。
许宏光, 陈斌, 李尚义, 刘庆和[10]1995年在《阀控非对称液压缸的非线性及压力跃变的补偿》文中指出针对对称伺服阀控制非对称液压缸所存在的动特性非线性及换向时的油缸两腔压力跃变进行了理论分析和仿真研究，所提出的补偿方案改善了非线性特性和削减了油缸的压力跃变。
参考文献：
[1]. 阀控非对称油缸控制系统及特性研究[D]. 张伟汉. 长春理工大学. 2002
[2]. 电液伺服加载系统理论分析与仿真研究[D]. 段卫民. 沈阳工业大学. 2005
[3]. 电液比例同步控制系统建模及控制策略研究[D]. 胡建军. 昆明理工大学. 2008
[4]. 矿用轮胎试验机侧偏液压伺服系统仿真分析[D]. 冯波. 哈尔滨工业大学. 2014
[5]. 接箍车丝机上下料专用机械手的研制[D]. 黄凯强. 浙江大学. 2008
[6]. 定点倾转式电炉定量浇注系统研究与开发[D]. 朱炎周. 昆明理工大学. 2010
[7]. 液压伺服测控实验装置的研究[D]. 李文轩. 沈阳工业大学. 2005
[8]. 深海采矿船升沉模拟平台运动控制研究[D]. 武伟. 中南大学. 2009
[9]. 风洞阀控电液伺服系统的精确控制研究[D]. 刘念. 中国空气动力研究与发展中心. 2012
[10]. 阀控非对称液压缸的非线性及压力跃变的补偿[J]. 许宏光, 陈斌, 李尚义, 刘庆和. 哈尔滨工业大学学报. 1995
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