步进电机控制的液压数字阀的建模与仿真研究

摘要

电液伺服系统集电气、液压优点于一身，既有电气系统对误差信号的检测、校正和放大的便利，又有液压动力元件响应速度快，抗负载刚性大，液压元件功率—重量比和力—质量比大的优点，实现了被控量的闭环控制，使之成为控制精度最优的伺服系统，其应用已遍及国民经济和军事工业的各个技术领域，特别是负载质量大又要求响应速度快的场合使用最为合适。 随着电液伺服系统和计算机技术的发展，电液伺服系统与计算机控制技术的结合越来越紧密，液压伺服系统的数字控制开始出现，而且日益得到快速发展，它在液压控制系统中的优势越来越明显。因而，作为液压伺服数字控制系统的核心控制元件的数字阀应时而出，通过数字阀可实现对液压系统的数字控制。将液压系统与计算机结合起来，实现对液压系统的实时控制，进而实现液压系统的全自动控制。可以说，数字阀的出现是数字控制技术的推广，也是液压伺服控制技术的一次飞跃。本论文致力于数字阀的建模与仿真研究，并将数字阀放到液压缸系统中作进一步研究，论证了数字阀控制液压缸系统的可行性和稳定性。 论文第一章阐述了课题产生的背景、数字阀控制液压系统的优势以及数字阀的种类及其原理，各自的优劣势，数字阀的产生背景和目前在国际上的发展现状。 第二章介绍了数字阀的结构原理，建立了数学模型。并重点介绍了数字阀的驱动元件——直线步进电机的相关知识，并建立了直线步进电机的数学模型。接着对数字阀的稳定性作了分析，验证了数字阀系统的稳定性。针对本文提出的数字阀进行试验研究，从硬件和软件两方面对试验进行了介绍。 第三章主要介绍了数字阀控制液压缸系统的结构和控制原理，重点建立了系统的数学模型，并对系统的稳定性进行分析。 第四章针对前两章建立的数学模型用Simulink进行数字仿真，分析仿真结果，并对Simulink仿真系统作了详细的介绍。 第五章总结全文。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章数字阀的原理、结构及分析

第三章阀控液压缸液压回路的数学模型

第四章仿真模型的建立及数字仿真分析

第五章全文总结

参考文献

致谢

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