非对称阀控制非对称缸位置伺服系统理论分析及试验研究

摘要

液压伺服系统以其功率/体积比大,运行平稳,动态响应速度快等优点在各种工业机械中得到广泛的应用.阀控缸系统位置精度的高低和运动的平稳性对整个系统起决定性的作用.动力机构的负载流量、负载压力是数学模型建立的关键,而控制策略的选择对系统的性能也起着重要的作用.本文首先在查阅大量国内外有关文献的基础上,综述了阀控缸系统的发展及非对称缸系统的研究现状,阐述了当前对非对称缸系统的各种补偿措施及各种措施的不足之处,在此基础上,确立了本文的研究方向.针对阀控缸系统的研究现状,对阀控非对称缸液压动力机构的负载流量和负载压力作了探讨,并在此基础上,建立了阀(包括对称阀和非对称阀)控非对称缸动力机构的数学模型,推出系统的输出位移、负载压力及两工作腔压力的传递函数.分析了两种系统输出位移在正反向运动的不对称特性及换向瞬间的压力跃变.并简单介绍了非对称阀系统运动的不对称性及压力跃变的补偿方法.针对对称阀控制非对称缸动力机构的非对称性及压力跃变问题,采用PID、速度、加速度反馈等控制方法提高系统的响应速度和稳态精度,消除系统正反向的不对称性及压力跃变,并对几种控制策略进行了仿真与试验研究.结果证明,这些控制策略能较好地补偿动力机构的非对称特性,减小系统扰动,提高系统的输出精度,对系统存在的力干扰,采用结构不变性原理来消除.本文根据补偿原理,依据非对称缸的不对称性,订购了与非对称液压缸匹配的非对称电液伺服阀.并在运动平台上对两种阀控非对称缸动力机构作了大量的试验和比较.

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2阀控缸系统的发展及非对称缸的研究现状

1.3课题的提出及论文的主要工作

2位置伺服系统的理论分析及建模

2.1引言

2.2负载压力与负载流量的讨论

2.3阀控制非对称缸液压动力机构的建模

2.4非对称阀的各工作窗口面积梯度的确定

2.5对非对称动力机构的补偿分析

2.6本章小结

3控制策略及仿真研究

3.1引言

3.2控制策略研究

3.3计算机仿真

3.4本章小结

4伺服系统的实验研究

4.1实验系统的构成

4.2实验系统的控制元件及传感器

4.3位置伺服系统的实验研究

4.4本章小结

总结

致谢

主要参考文献