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《液壓運動控制試驗臺馬達(dá)控制體系研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、液壓運動控制試驗臺馬達(dá)控制體系研究第一章緒論1.1論文研究背景液壓伺服控制試驗臺通過液壓動力元件作為驅(qū)動裝置，以智能計算機(jī)作數(shù)據(jù)采集及控制裝置所組成的試驗控制系統(tǒng)，其輸出量（位移、速度等）能以一定的精度，自動按照輸入信號的變化規(guī)律運動，該試驗臺可用于高校液壓伺服比例控制的相關(guān)課程的實驗教學(xué)及科研研究使用。本論文以學(xué)校自主研發(fā)的液壓伺服試驗臺為研究對象，并結(jié)合理論分析、計算機(jī)仿真和模擬試驗等方法，對比例伺服控制系統(tǒng)中的馬達(dá)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。本論文擬在有限的篇幅內(nèi)盡可能多地結(jié)合電液伺服比例控制系統(tǒng)的
2、組成原理、性能特點，對該試驗臺中的泵控馬達(dá)系統(tǒng)和閥控馬達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行了較深入的研究。通過建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析各典型伺服控制系統(tǒng)的組成、工作原理和校正方法，分析電液伺服閥及比例柱塞泵的控制特性，研究控制系統(tǒng)動態(tài)原理和關(guān)鍵參數(shù)的確定方法，深入理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響，并分析在不同的輸入信號和負(fù)載下，通過Matlab仿真軟件對試驗臺伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析[1]。1.2課題研究的目的和意義實驗臺主要用于液壓伺服控制相關(guān)學(xué)科教學(xué)與科研，使相關(guān)專業(yè)學(xué)生能夠做到實踐與理論相結(jié)合，同時該實驗臺作
3、為一種大型實驗設(shè)備不僅可以滿足日常教學(xué)需要，而且能夠最大限度的模擬真實生產(chǎn)。電液伺服控制是一門交叉性學(xué)科，是液壓技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和控制理論的有機(jī)結(jié)合。電液伺服系統(tǒng)由于能充分發(fā)揮電子與液壓兩方面的優(yōu)點，既能控制很大的慣量和產(chǎn)生很大的力或力矩，又具有高精度、快速響應(yīng)能力，并有較好的靈活性和適應(yīng)能力，因而得到廣泛的應(yīng)用[2]。1.3國內(nèi)外發(fā)展趨勢近年來，計算機(jī)技術(shù)和測試技術(shù)在發(fā)展迅猛，液壓伺服比例控制技術(shù)也越來越多的應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，同時隨著用戶對使用要求的提高，許多國內(nèi)外液壓件研發(fā)單位都在積極研發(fā)和
4、檢驗相應(yīng)的實驗設(shè)備[3]。目前，計算機(jī)測控技術(shù)已廣泛地與液壓控制系統(tǒng)相結(jié)合，并正朝著使液壓系統(tǒng)具有高精度、高可靠性等方面發(fā)展。液壓伺服系統(tǒng)特別是電液比例伺服系統(tǒng)已經(jīng)成為武器自動化和工業(yè)自動化的一個重要方面。在國防工業(yè)中，應(yīng)用于飛機(jī)的操縱系統(tǒng)、導(dǎo)彈的自動控制系統(tǒng)、火炮操縱系統(tǒng)、坦克火炮穩(wěn)定裝置、雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)和艦艇的操舵裝置等系統(tǒng)中[4-6]。在一般工業(yè)中，用于機(jī)床、冶煉、軋鋼、鑄鍛、動力、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械、船舶等系統(tǒng)中同[7][8]。此外，液壓系統(tǒng)的數(shù)字仿真技術(shù)，CAD／CAM技術(shù)，檢
5、測、測量、故障診斷等也正在不斷地逐步完善，并在實際工程中開始應(yīng)用[7]。液壓技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前主要靠現(xiàn)有的技術(shù)來改進(jìn)和不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，為了滿足今后對液壓技術(shù)的要求，主要的研究方向集中在，高效節(jié)能、減少污染和機(jī)電一體化與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的相關(guān)技術(shù)，所以，開發(fā)出有優(yōu)異性能的測試系統(tǒng)，節(jié)約能源，減少污染并且綜合運用了各種先進(jìn)技術(shù)的試驗臺，才是未來的一段時間內(nèi)的應(yīng)用研究方面[8-10]。第二章實驗臺液壓控制系統(tǒng)工作原理2.1功能簡介本試驗臺的動力裝置采用液壓伺服比例控制元件，工業(yè)控制計算機(jī)作
6、為測控系統(tǒng)的核心部分，將試驗臺中的伺服控制系統(tǒng)包括閥控缸、閥控馬達(dá)、泵控馬達(dá)等。根據(jù)實驗臺的設(shè)計要求及實驗測試指標(biāo)，實驗臺采用工控機(jī)和工業(yè)化的測控儀表組成測控系統(tǒng)，基于VisualB6.0開發(fā)測控程序和人機(jī)界面，實現(xiàn)可測、可控、人機(jī)交互的操作界面，同時考慮了用戶的使用要求與應(yīng)用程序擴(kuò)展。2.2液壓系統(tǒng)設(shè)計2.2.1液壓系統(tǒng)簡介動力元件：主要由兩臺液壓泵組成，一臺是手動變量柱塞泵額定排量63ml/min，另一臺是的電液比例復(fù)合控制柱塞泵排量為29ml/min，兩泵互不影響單泵供油與雙泵聯(lián)合供油兩種
7、方式皆可采用。執(zhí)行元件：采用排量為80ml/rad的液壓馬達(dá),馬達(dá)減速機(jī)的傳動比為i=10。系統(tǒng)額定壓力：31.5MPa。額定流量：130L/min。本試驗臺的液壓系統(tǒng)按執(zhí)行元件可分為液壓馬達(dá)和液壓缸系統(tǒng)兩個支路，同時液壓伺服系統(tǒng)要求伺服閥前端的供油壓力必須恒定，因此試驗臺設(shè)置了液壓分配器，并且在分配器內(nèi)設(shè)計了減壓閥以保證伺服比例閥前端供油壓力保持恒定,與此同時，將兩個供油管路隔離開，使它們之間不能互相影響。溢流閥9.3起安全閥作用,保護(hù)比例方向閥,壓力傳感器5.13采集閥控缸系統(tǒng)進(jìn)口壓力PS,
8、壓力傳感器5.14采集閥控缸系統(tǒng)出口壓力P0。這兩個傳感器可一記錄法的進(jìn),回油壓力值,為相應(yīng)研究做準(zhǔn)備。蓄能器起到穩(wěn)定壓力波動的作用,這兩個蓄能器可以最大限度的減少壓力的變化,對伺服比例閥性能的影響。為了保證伺服閥前端油液的精度，在分配器中設(shè)置了高精度過濾器,同時也保護(hù)了比例伺服閥,防止出現(xiàn)卡堵現(xiàn)象。分配器中的進(jìn)口截止閥,使得系統(tǒng)的維護(hù),和實驗的分別進(jìn)行更加方便。第三章實驗臺計算機(jī)測控系統(tǒng)工作原理........93.1計算機(jī)測控系統(tǒng)的組成....93.2傳感器及數(shù)據(jù)采集卡的選用......10
