液压模锻锤液压系统参数辨识及仿真

摘要

25KJ液压模锻锤是太原科技大学研制的新型液压锤产品，为解决其液压系统中出现的振动、液压冲击、噪声以及工作器件运动失调等问题，提高液压系统工作稳定性，优化其工作性能，需对其液压系统进行动态特性分析。数字仿真是液压系统动态特性分析的有效途径，但是，在液压系统建模过程中一些参数如：阀口流量系数、瞬态液动力系数、粘性阻尼系数和摩擦阻力等是很难用理论的方法确定的。传统的参数确定方法是查阅有关手册或文献，或根据经验来选取这些参数值，这样就会带来模型精度比较低的问题，又由于这些参数值会根据设备运行工况的不同而变化，因此参数的确定直接影响到液压系统系统动态特性分析的有效性。为了解决以上问题，本文提出通过参数辨识的方法来确定这些难以用理论的方法来确定的参数值。通过辨识实验将参数辨识，灰箱建模和动态特性分析有机结合起来，辨识出25KJ液压模锻锤液压系统中难以确定的参数值，然后利用模型对系统进行仿真得出系统的优化方案与结果。主要研究内容如下： ⑴研究了参数辨识的理论与方法。 ⑵了解了液压元件的工作机理，根据灰箱建模理论建立了液压元件的数学模型，并利用MATLAB/simulink工具箱建立了液压元件的仿真模型库。 ⑶根据被辨识参数，对液压元件或子系统设计了参数辨识的实验方案，并获得了各种参数的辨识结果。 ⑷将参数辨识结果应用于液压系统灰箱模型中，对25KJ液压模锻锤打击与打击后回程的工作过程进行了数字仿真，并分析了仿真结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题的背景、目的和意义

1.2 国内外参数辨识理论的研究动态

1.2.1 国外参数辨识理论的发展概况

1.2.2 国内参数辨识理论的研究概况

1.3 课题的主要内容与技术路线

1.3.1 课题的主要内容

1.3.2 课题的技术路线

第二章 液压系统参数辨识理论与灰箱建模基础

2.1 参数辨识理论

2.1.1 参数辨识的方法

2.1.2 非线性参数最优化算法

2.2 液压系统灰箱建模原则

2.3 将参数辨识应用于灰箱模型的步骤

2.3.1 基础模型

2.3.2 试验

2.3.3 模型分析与评价

2.3.4 模型扩展

2.4 本章小结

第三章 液压元件的灰箱模型与仿真模型库

3.1 锻压设备常用液压元件的灰箱模型

3.1.1 插装阀

3.1.2 蓄能器

3.1.3 单向阀

3.1.4 溢流阀

3.1.5 液压泵

3.2 仿真用的软件工具

3.2.1 Matlab仿真软件

3.2.2 MoCaVa

3.3 液压元件的仿真模型及模型库

3.4 本章小结

第四章 液压系统参数辨识实验设计与研究

4.1 概述

4.2 辨识实验的目的与方法

4.2.1 实验目的

4.2.2 实验方法

4.3 实验中用到的设备与仪器

4.4 辨识实验

4.4.1 典型液压系统的原理与模型

4.4.2 实验数据与参数辨识

4.4.3 Matlab仿真

4.4.4 模型验证

4.4.5 结果分析

4.5 本章小结

第五章 25KJ液压模锻锤液压系统的辨识与仿真

5.1 25KJ液压模锻锤液压系统介绍

5.1.1 液压模锻锤液压系统工作原理

5.1.2 液压系统拓扑结构图

5.1.3 模锻锤液压系统各动作循环模型

5.2 实验数据及辨识结果

5.2.1 插装阀

5.2.2 蓄能器

5.2.3 电磁溢流阀

5.2.4 工作缸与连通缸

5.2.5 直角单向阀

5.2.6 液压泵

5.2.7 电磁换向阀

5.3 25KJ液压模锻锤液压系统仿真分析

5.4 结果分析

5.5 本章小结

第六章 总结

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

致 谢