新型高频电液激振器的设计及其频率控制研究

摘要

振动试验作为现代工程技术领域中的一项基本试验，广泛应用于许多重要的工程领域，如火箭、卫星的环境试验；工程材料高频疲劳试验；汽车、行走机械的道路模拟试验等。液压振动台由于其输出力大的特点正被广泛应用于实际工业中，但是它的激振频率范围受限制于伺服阀的频宽。针对目前国内高频电液振动台的研究难题，本文设计出了新型的高频电液激振器。该电液激振器采用2D阀控制液压缸实现高频振动方案，通过控制阀芯的转速与阀芯的轴向位移就能分别控制激振器的激振频率和幅值。文章详细阐述了电液激振器的工作原理给出了切实可行的系统总体设计方案；建立了电液激振器的数学模型并对其进行MATLAB仿真；最后着重研究了电液激振器的频率控制，设计出了基于动态C语言的频率控制软件。本文的各个章节的内容简述如下：
　　 第一章，首先对与本论文研究主题有关的文献进行了综述，接着阐述了论文的研究意思和目的，最后列出了本课题的主要任务。
　　 第二章，本章首先介绍了新型高频电液激振器结构和工作原理，然后根据实际给定的参数对电液激振器主要参数进行了设计和计算，最后介绍了电液激振系统硬件的选取和测控软件的总体设计。
　　 第三章，建立了电液激振器的数学模型并对其进行仿真和分析，为电液激振器的进一步优化设计和实验研究提供了理论依据。
　　 第四章，本章首先介绍了步进电机及其控制方法，重点介绍了步进电机的加减速控制，设计了电液激振器频率控制软件和简单的上位机控制软件，并进行了相关实验。
　　 第五章，本章对论文的研究内容进行了总结与展望。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章 绪论

1.1 振动试验概述

1.1.1 振动试验及其重要性

1.1.2 现有的三种振动台及其比较

1.2 电液式振动台的国内外研究现状与发展

1.3 液压CAT技术概述

1.3.1 液压CAT技术的发展

1.3.2 液压CAT系统的构成及特点

1.4 论文选题的意义及课题任务

1.5 本章小节

第二章 新型高频电液激振器的设计

2.1 电液激振器的工作原理

2.2 高频激振阀的结构设计

2.3 电液激振器主要参数的设计和计算

2.3.1 高频激振缸主要尺寸的确定

2.3.2 2D阀的参数计算

2.3.3 电液激振器振动参数的设计

2.3.4 液压缸流量的计算

2.4 硬件组成与控制原理

2.5 系统的测控软件

2.6 本章小节

第三章 电液激振器数学模型的建立及仿真

3.1 阀口节流面积求解

3.2 数学模型的建立

3.3 SIMULINK非线性仿真

3.4 线性化模型的建立

3.5 本章小节

第四章 电液激振器频率控制研究

4.1 步进电机概述

4.2 步进电机的运行控制

4.3 RABBIT3000的定时原理

4.4 电液激振器频率控制软件的设计

4.4.1 动态C开发系统

4.4.2 软件设计

4.5 电液激振器频率控制实验

4.5.1 实验原理及实验装置

4.5.2 上位机软件

4.5.3 实验数据及分析

4.6 本章小节

第五章 总结与展望

5.1 论文的总结

5.2 后续展望

参考文献

附录 部分程序及图纸

致谢

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