液压伺服系统 毕业论文正文

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液压伺服系统研究论文(全文)

液压伺服系统研究论文(全文)

液压伺服系统研究论文1、液压伺服操纵系统原理目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛,液压伺服操纵具有以下优点:易于实现直线运动的速度位移及力操纵,驱动力、力矩和功率大,尺寸小重量轻,加速性能好,响应速度快,操纵精度高,稳定性容易保证等。

液压伺服操纵系统的工作特点:(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接,从而组成闭环操纵系统。

反馈介质可以是机械的,电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。

(2)系统的主反馈是负反馈,即反馈信号与输入信号相反,两者相比较得偏差信号操纵液压能源,输入到液压元件的能量,使其向减小偏差的方向移动,既以偏差来减小偏差。

(3)系统的输入信号的功率很小,而系统的输出功率可以达到很大。

因此它是一个功率放大装置,功率放大所需的能量由液压能源供给,供给能量的操纵是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述,液压伺服操纵系统的工作原理就是流体动力的反馈操纵。

即利用反馈连接得到偏差信号,再利用偏差信号去操纵液压能源输入到系统的能量,使系统向着减小偏差的方向变化,从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服操纵系统中,操纵信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。

机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采纳机械构件,常用于飞机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。

但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。

电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采纳电气和电子元件或计算机,形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。

电液伺服系统具有操纵精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点,可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

2、液压传动帕优点和缺点液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用,是因为它与机械传动、电气传动相比,具有以下主要优点:1液压传动是由油路连接,借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构,这是比机械传动优越的地方。

关于六自由度液压伺服运动系统研究论文

关于六自由度液压伺服运动系统研究论文

关于六自由度液压伺服运动系统研究论文关于六自由度液压伺服运动系统研究论文飞行模拟机是一个复杂的实时仿真系统,它能够模拟飞机的各种飞行状态,给飞行员提供逼真的视觉、听觉、动感和力感。

飞行模拟器液压伺服运动系统是一个六自由度运动平台,它能够作绕空间坐标3 个轴的俯仰、横滚、偏航角运动和沿3 轴的升降、横移、纵移直线运动。

平台有6 套独立的液压伺服系统,计算机通过控制6个作动筒的伸缩,来实现运动平台在6 个自由度上的运动。

1 六自由度运动系统结构六自由度运动系统主要包括以下部分: 万向铰链下支座、液压作动筒、储能器、万向铰链上支座、油源、控制电缆以及运动控制计算机。

1. 1 万向铰链支座组件每一个万向铰链上、下支座组件包括两个接头,它与运动平台的底部或地面相连,平台可以在最大偏移包线内自由运动,而没有任何机械阻碍。

万向铰链上支座接头的主轴和辅助轴上装有楔形的滚珠轴承,万向铰链下支座接头的主轴和辅助轴上装有滚柱轴承,所有的轴承都被调整到在指定负载情况下可无间隙地转动。

1. 2 伺服作动筒组件运动伺服作动筒是一个活塞杆以及活塞上带有静压轴承的不对称液缸,6 个作动筒控制整个运动平台6 个自由度的运行。

其中液压作动筒的设计比较特别,它包括液压缸、液压管、电液伺服阀、溢流阀、单向阀、节流阀以及位移传感器。

1. 3 油源油源被设计为一个完整独立的.分系统,包括运动及油冷却所需的泵、驱动电机、控制装置、油箱、相关设备以及阀门。

运动泵由一台110 kW 的电机驱动,泵容量可变并进行压力补偿。

在系统压力为19MPa 时,系统最大流量可调节到将近422 L /min,连续流量为292 L /min。

泵的最小额定工作压力为25MPa。

运动泵从油箱中吸油。

油箱的入口和出口被隔开,以更好地散热。

高压储能器直接安装在油源上。

正常工作时,泵、控制阀或者其他的液压系统组成部分不会发生气穴现象,阀门也不会震颤。

在具体工程中,油源的流量和压力根据需要发生改变。

液压伺服系统在冶金工业生产中的应用

液压伺服系统在冶金工业生产中的应用

液压伺服系统在冶金工业生产中的应用摘要:通过分析液压伺服系统的特点,发现其具有适应目前冶金工业生产的需要优势,并在冶金工业生产当中得到了广泛的应用。

关键词:冶金工业;控制;精度;伺服液压伺服系统是液压控制系统的重要组成部分,是在液压传动和自动控制技术基础上发展起来的一门较新的科学技术。

液体作为动力传输和控制介质,与电力相比,虽然有许多不便之处,且价格较贵,但由于其具有响应速度陕、功率质量比大及抗负载刚度强等特点,在冶金工业生产当中得到了广泛的应用。

1 液压伺服系统的组成及工作原理液压伺服系统由以下一些元件组成:输入元件——将给定值加于系统的输入端,该元件可以是机械的、电气的、液压的、气动的或者是它们的组合形式;反馈测量元件——测量系统的输出量并转换成反馈信号;比较元件——将反馈信号与输入信号相比较,得出误差信号;放大器及能量转换元件——将误差信号放大,并将各种形式的信号转换成大功率的液压能量;执行元件——将产生的调节动作加于控制对象上,如液压缸、液压马达等;控制对象——具有待控物理量的各种各样生产设备及仪器。

液压伺服系统也称为液压随动系统。

在这个系统中,输出量能自动、快速、准确地跟随输入量而变化,与此同时,输出功率被大幅度地放大。

其工作原理图见图1。

2 液压伺服系统的特点[1]液压伺服系统与其他伺服系统相比,特点为:功率质量比大、力矩惯量比大;负载剐度小,系统控制精度高;系统响应快、频宽大;系统的各元件加工精度要求高;在运行当中具有自润滑性。

3 液压伺服系统在冶金业中的应用随着科技的不断发展,对工业设备运行的准确性要求越来越高.对系统控制精确度要求也越来越高。

液压伺服控制系统集中、体积小、重量轻,但可控制大功率负载,所以,在冶金工业生产领域得到了广泛的应用,并且取得了良好的效果[1]。

目前,在现代化的板带钢材连轧机上,电液伺服已取代了传统的电动一机械的轧辊压下系统。

方钢坯连铸机工作示意图见图2,方坯从弧形辊道进入水平辊道后需要用校直辊组加力F进行校直,并用剪切机切断。

液压伺服系统研究生2024

液压伺服系统研究生2024

引言概述:液压伺服系统是一种基于液压技术实现精密控制的系统,广泛应用于工业生产、机械装备等领域。

本文旨在深入研究液压伺服系统的相关理论和技术,包括系统结构、工作原理、参数设计、性能分析等方面,以期为液压伺服系统的研究生提供一份详尽和专业的参考文献。

正文内容:一、液压伺服系统结构1.液压伺服系统的基本组成部分1.1液压泵、液压马达和液压缸1.2液压阀和控制元件1.3液压油箱和油源系统2.液压伺服系统的工作流程2.1信号传感器和控制器的作用2.2液压元件的工作原理2.3系统流程图和控制策略的设计二、液压伺服系统的工作原理1.液压伺服系统的力学原理1.1压力、流量和速度的关系1.2液压元件的力学特性1.3液压传动的优缺点2.液压驱动与控制策略2.1位置控制与力控制的区别2.2正负反馈控制的设计原则2.3PID控制器的参数调整方法三、液压伺服系统的参数设计1.液压元件的选型和参数计算1.1液压泵和液压马达的选择1.2液压缸和液压阀的参数设计1.3液压油的选用和系统密封设计2.控制器的设计和优化2.1控制策略的选择和参数设置2.2系统稳定性的分析和改进方法2.3系统响应速度和精度的提升手段四、液压伺服系统的性能分析1.响应速度和静态精度的评估指标与方法1.1频率响应和幅频特性分析1.2静态精度的测量和误差分析1.3输出信号能力和跟随误差的评估2.动态性能和稳定性的分析与优化2.1系统的阻尼特性和振荡问题2.2摩擦和泄漏对系统性能的影响2.3控制信号和能源的优化方法五、液压伺服系统的应用前景与挑战1.液压伺服系统在工业自动化中的应用1.1工件加工和装配线的自动化1.2机械臂和自动化生产线1.3液压机床和的应用2.液压伺服系统的发展趋势和挑战2.1动力与节能的平衡2.2智能控制与网络化管理2.3新型材料与制造工艺的研究总结:本文通过对液压伺服系统结构、工作原理、参数设计、性能分析以及应用前景与挑战的研究,全面深入地探讨了液压伺服系统的相关理论和技术。

液压伺服系统浅析

液压伺服系统浅析

液压伺服系统浅析摘要:液压伺服系统是液压传动与控制学科的一个组成部分,随控制技术的迅速发展,液压伺服系统的应用越来越广泛,液压伺服控制也出现了新的特点,基与此对液压伺服系统的工作原理和基本组成液压伺服系统的类型与应用进行了研究与总结并进一步探讨液压传动的优点与缺点。

液压伺服控制对机械类学员来说应特别注意反馈,闭环等概念的引入并学会利用职能方框图来认识伺服系统,对机电类学员来说,则可用学到的自动控制理论方面的知识来进一步分析认识液压伺服系统,希望本论文能为大家提供帮助与参考。

关键词:伺服系统、反馈、闭环控制、职能方框图引言液压伺服控制技术是流体力学、液压传动,液力传动为基础,应用现代控制理论、模糊控制理论、将计算机技术、集成传感器技术和电子技术,为实现机械工程的现代化或生产现代化而发展的一门技术。

它广泛应用与国民经济的各行各业,尤其在高新尖装备中更为突出,随着机电一体化的进程不断提高,对液压伺服控制技术的需求越来越高,成为现代工业技术不可缺少的一部分。

1液压伺服系统的工作原理及特点:伺服系统是指输出能以一定的精度跟随输入组成一个闭环自动位置控制系统(跟随系统)。

液压伺服系统是以液压为动力使系统的输出量,如位移、速度或力等能自动的快速的跟随输入量的变化而变化与此同时输出功率被大幅度的放大。

在液压伺服系统中输出与输入之间存在一个反馈连接,从而组成一个闭环控制。

反馈介质可以是机械的、电气的、气动的、液压的或它们的组合形式,其输出的主要反馈为负反馈,即反馈的信号与输入信号相反。

两者相比较后的偏差信号控制液压动力源,得到的偏差值输入到液压元件(伺服阀)使其向标准值的方向移动,直至把这一偏差消除为止或接近于零。

系统的输入信号功率很小而系统的输出功率却达到很大,因此它是一个功率放大变换装置,功率放大所需要的动力源是液压来供给,而供给液压动力源是根据伺服系统中偏差存在与否进行自动控制的。

综上所述其液压伺服系统的组成部分主要有几种元件组成即执行元件,输入装置,检测反馈装置,比较装置,放大和变换装置五部分组成,在液压伺服系统中上述各部分的作用是:2液压伺服系统的类型:在液压伺服系统控制系统中有各种的分类方法,按控制信号的形式分有以下两种:机液伺服系统:机液伺服系统中的给定、反馈和比较环节采用的是机械构件组成一个闭环控制系统。

液压系统专科设计论文

液压系统专科设计论文

液压系统专科设计论文摘要:本论文主要介绍了液压系统设计的关键问题和方法。

首先,提出了液压系统设计的目标和原则。

接着,阐述了液压系统设计的基本步骤和流程。

然后,介绍了液压元件选型和系统设计的考虑因素。

最后,以液压系统为例,进行了详细的设计和分析。

通过论文的研究,提供了液压系统设计的参考和借鉴。

1.引言液压系统是一种利用液体传递能量的动力传动系统,广泛应用于各个领域。

液压系统设计的好坏直接影响着系统的性能和工作效率。

因此,深入研究液压系统设计问题,对提高系统的可靠性、经济性和适应性具有重要意义。

2.液压系统设计目标和原则液压系统设计的目标是满足使用要求,具有高性能、高效率和高可靠性。

在设计过程中,需要遵循以下原则:(1)功能性原则:液压系统需要满足使用要求,并具有所需的性能指标。

(2)经济性原则:设计要考虑成本问题,不能超过预算。

(3)可靠性原则:液压系统设计需要考虑工作环境和工作条件,并保证系统正常可靠运行。

(4)可维修性原则:设计应考虑到系统的维修和保养,方便维修人员进行维护工作。

3.液压系统设计基本步骤和流程液压系统的设计一般包括以下步骤和流程:(1)确定系统类型和用途:根据实际需求确定液压系统的类型和用途,比如液压传动系统、液压控制系统等。

(2)系统参数计算与选择:根据系统需求、工况和流量计算等,确定系统的各项参数,并选择合适的液压元件。

(3)系统图设计:根据液压元件的选型和系统要求,绘制液压系统的原理图和结构图。

(4)系统分析与优化:对设计的液压系统进行系统分析和性能评估,通过优化设计,提高系统的工作效率和性能。

(5)系统动态仿真与验证:通过液压系统的动态仿真和实验验证,对设计进行验证和改进。

(6)系统制造与调试:根据设计图纸和规范要求,进行系统的制造和调试工作。

4.液压元件选型和系统设计考虑因素液压系统的设计中,液压元件选型和系统设计的考虑因素主要包括以下几点:(1)工作压力:根据系统的工作压力确定液压元件的选型。

液压缸位置伺服控制系统的设计与优化

液压缸位置伺服控制系统的设计与优化

液压缸位置伺服控制系统的设计与优化液压是一种广泛应用于工业领域的技术,而液压缸作为其中的重要组成部分,起到了控制和传动力的关键作用。

液压缸的位置伺服控制系统设计与优化是一个不断发展的领域,本文将从控制原理、设计方法和优化策略三个方面探讨液压缸位置伺服控制系统的发展和应用。

一、控制原理液压缸的位置伺服控制系统是基于反馈控制原理的。

该系统的目标是通过对液压油的控制,使液压缸的位置达到期望值。

控制器根据外部的输入信号和反馈信息,对液压系统进行控制和调节,以实现位置的精确控制。

在液压缸位置伺服控制系统中,主要采用的控制方式有比例控制、积分控制和微分控制。

比例控制通过调节控制信号与反馈信号之间的比例关系,使系统的响应更为迅速。

积分控制通过积分控制器对误差进行积分,以消除系统的稳态误差。

微分控制则通过微分控制器对误差的变化率进行调节,以提高系统的动态响应性能。

二、设计方法液压缸位置伺服控制系统的设计方法主要包括系统分析、参数选取、控制器设计和系统仿真等步骤。

在系统分析中,需要确定系统的目标、输入和输出,并对系统进行建模和分析。

参数选取则是根据系统的要求和性能指标,选择合适的液压元件和参数数值。

控制器设计是根据系统的特点和需求,设计出合适的控制算法和参数。

系统仿真则是通过软件模拟系统的运行和反馈信息,以评估系统的性能和稳定性。

在液压缸位置伺服控制系统的设计中,还需要考虑到系统的非线性和动态特性。

液压系统的非线性主要体现在油液的粘性、压力和温度对系统性能的影响等方面。

为了解决这些非线性问题,可以采用模糊控制、神经网络控制等方法来调节系统的响应。

而系统的动态特性则需要通过对控制系统的参数进行调节和优化,以提高系统的动态性能和稳定性。

三、优化策略液压缸位置伺服控制系统的优化策略主要包括参数优化、结构优化和控制策略优化。

参数优化是根据系统的性能指标和要求,通过试验和仿真等方法对系统的参数进行调整和优化。

结构优化是通过改变系统的结构和组件,以提高系统的性能和效率。

液压系统工程机械论文(全文)

液压系统工程机械论文(全文)

液压系统工程机械论文1液压技术的主要内容液压技术内容:①先导操纵技术:即采取力度较小的手动操作,通过操纵手柄产生的操纵信号,实现对较大功率的主阀芯进行操纵,使用过程灵活简单。

②采纳负载传感技术,有效解决工程机械负载变化大和多路阀复合操作相互影响问题。

③计算机操纵技术应用于工程机械,先进的硬件环境对先进的智能操纵策略的应用提供了根本保证。

④比例技术和伺服技术应用于高精度的工程机械操纵,以达到操作方便、高操纵精度的目的。

⑤通过使用液压泵操纵技术,可以提高对发动机操纵利用的效率。

2工程机械液压系统的组成与工作原理液压系统主要组成部分包括:动力元件、执行元件、操纵元件、辅助元件及传动介质五大部分组成。

主要特点如下:在设备作业过程中,在相关元件的作用下,实现能量的互相转换,在运行过程中,可以平稳无间隙地进行传动,这样就可以实现大范围的无级变速,并且还可以使得传动设备得到一定程度的简化,相较于其他的传动装置设备,液压传动设备有着比较明显的优势,其体积较小、重量轻,在工作过程中惯性小,动态性能良好。

液压系统的动力传动介质为油,这就使得液压元件在使用时,可以得到充分的润滑,减少工作磨损,延长使用寿命。

动力元件即液压泵,是一个能量转换装置。

通过液压泵,把机械能转化为液压能,输出带有压力的油液,而后,在压力油液的作用下,通过液压执行元件,液压缸、液压马达等,再将液压能转化为机械能,这就可以进行正常的机械工作。

3液压系统故障诊断的基本技能和方法3.1基本技能技术维修人员,要对液压系统的基本结构掌握好,弄清楚整体液压系统的工作原理和各主要部件的主要功能,并且对液压元件的使用特点进行详细的了解。

在掌握了上述基本的技能之后,还要有一定的液压设备运行治理经验,提高处理紧急情况的能力。

维修技术人员,还需要学会使用基本的检测仪器,在凭个人经验技术不能确定液压设备故障的情况下,需要使用相关的专业检测仪器进行故障检测,以提高故障检测的准确率。

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第1章绪论1.1课题来源及背景自20世纪下半叶以来,世界科学技术进入高速发展阶段,以信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、航天技术和海洋开发技术为代表的一大批高新技术群体取得了突破性的进展,使世界范围内的军事、生产、生活、科学技术活动发生了日新月异的变化,推动人类进入一个高速发展的历史时期,科学正以空前的规模和速度推动着经济的发展和人类的进步。

其中,航天技术的进步和发展尤为最快、创新最多、最令人瞩目,航天技术是世界科技进步的主要成果之一。

航空航天技术的发展和应用是一国军事、科技实力的体现,是国家安全的保障,也是国际威望的象征。

随着航天技术的发展,尤其是载人航天技术的发展,飞行器空间对接技术已经成为一个重要的研究方向,空间对接技术是载人航天的关键技术。

飞行器空间对接是航天领域一项非常复杂、难度很大的工作。

美国和前苏联在20世纪60年代就开始了空间对接技术的研究。

1966年3月16日,美国双子星座8号载人飞船和阿金纳飞行器在宇航员的参与下实现了人类历史上的首次空间交会对接。

欧空局在20世纪80年代开始了航天器的交会对接研究和地面试验,立足于实现自主自动的在轨交会对接。

日本从20世纪70年代初就开始了航天器的空间交会对接技术研究,也立足于实现自主自动的在轨交会对接,并且在1998年7月和8月先后两次成功地进行了“工程试验卫星”无人自动交会对接,成为世界上第三个实现空间交会对接的国家。

随着世界航天工程的进展,我国对空间对接技术的研究已迫在眉睫,国内部分高校和科研机构在这方面的研究相继取得了一些成果。

由于实际的对接过程发生在外层空间,且对接过程和对接机构非常复杂,包含了运动学、航天器控制、飞行器设计、碰撞、结构限制等问题,完全实地地进行全物理仿真在费用和技术上对目前的科技水平都是一个巨大的挑战。

因此,为保证空间对接的顺利进行,- 1 -需要研制对接模拟装置,用以模拟飞行器的空间运动姿态和对接的动力学模型。

1.2对接模拟装置的国内外研究现状对接模拟装置主要完成两个方面的任务,一是对接敏感器性能与控制方法的测试,二是对接机构性能与对接动力学特性的测试。

为达到这个目的,各国采用的方案也不尽相同。

俄罗斯的试验设备主要有两种,一种完成无线电对接敏感器性能和控制算法的测试,其仿真距离变化可达到几公里甚至几十公里;另一种是对接动力学仿真器,它采用两个六自由度Stewart并联平台作为运动模拟器,模拟主被动飞行器的运动。

美国国家航空航天局(NASA)设计建造了两套用于对接的试验设备,其一是空间机器人实验室建造的八自由度遥控操作机器人评估设备(TOREF),它完成对激光雷达对接敏感器和基于此敏感器的控制算法的仿真测试;另一种是用来测试对接机构和停靠、对接过程动力学特性的六自由度动力学试验系统(DDTS),它由一个液压驱动的六自由度Stewart并联平台作为运动模拟器,模拟两飞行器之间的相对运动,运动范围±3.5英尺、±25度,负载能力2000磅,液压系统带宽为8Hz。

欧空局研制的仿真设备有两个:近距离九自由度仿真器(EPOS)和对接动力学测试设备(DDTF)。

近距离九自由度仿真器(EPOS)由龙门架式六自由度运动模拟器和三自由度目标模拟器构成,其核心工作是敏感器和控制算法的测试;对接动力学测试设备(DDTF)由水平放置的六自由度电机驱动的Stewart并联平台运动模拟器和带有六自由度力、力矩传感器和目标模拟器构成,其对接的仿真原理与美国的TOREF和DDTS类似,运动范围5×0.15×0.15m,5×5×5度,精度1mm,0.01度,系统带宽6Hz,载荷5000N。

日本国家空间开发署(NASDA)建造了一种复合型对接动力学仿真器,它由一个追逐器和一个目标器构成,追逐器通过六自由度力、力矩传感器固定在框架上,目标器上水平安放一个由电机驱动的六自由度Stewart并联平台作为运动模拟器,其运动范围7×2.4×2m,10×40×40度,精度1~2mm,0.12°,机械系统带宽为5Hz。

我国在对接机构方面的研究起步较晚,自1987年开始从事交会- 2 -对接技术的研究工作,但前期的研究主要限于对前苏联和美国在对接中积累的宝贵经验和成果的消化吸收上。

随着“921”二期工程全面展开,特别是神五、神六载人飞船的成功发射与回收,对接机构的研究已经进入工程实施阶段。

“921-3”国家载人航天计划重点项目“空间对接半实物仿真综合试验台的研制”中拟定采用液压驱动的Stewart平台结构作为运动模拟器,它从运动原理上讲属于六自由度并联机构。

“Stewart平台”是德国高级工程师D.Stewart在1965年发表的题为“A Platform with Six Degrees of Freedom”的论文中首次提出来的。

Stewart平台自问世以来,以其特有的结构紧凑、运动精度高、刚性好、运动平稳、载荷自重比高等优点,被许多科研工作者注意,成为一个颇为活跃的领域。

在机械加工、主动减振装置、飞行模拟器、太空捕捉器等空间要求较小的领域得到了广泛的应用。

1.3研究方案在本课题中,对接模拟装置由上下两个平台组成,上平台代表被动对接飞行器,下平台代表主动对接飞行器。

上平台固定不动,用下平台的运动来模拟两个飞行器的相对运动。

下平台的驱动可以通过机械、电气、气动、液压等驱动方式来实现。

液压伺服驱动既能控制很大的惯量、产生很大的力和力矩,又具有结构紧凑、刚度好、响应快、精度高等优点。

因此,对下平台运动的控制采用液压伺服控制系统,用单出杆电液伺服阀控缸作为动力机构。

1.3.1 液压伺服系统简介液压伺服系统又称为液压控制系统或液压随动系统,是由液压技术和控制技术相结合而产生的一个技术领域。

近几十年来,许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率—重量比和大功率液压控制系统的需求不断扩大,促使液压控制技术迅速发展。

特别是控制理论在液压系统中的应用,计算机电子技术与液压技术的结合,使这门技术不论在元件和系统方面、理论与应用方面都日趋完善和成熟,并形成为一门学科,成为液压技术的重要发展方向之一。

目前,液压控制技术在冶金、机械等工业部门,飞机、船舶等交通部门,航空航天技术,海洋技术,近代科- 3 -学实验及武器控制等领域得到了广泛的应用。

1.3.2 液压伺服系统的组成及分类1.3.2.1 液压伺服系统的组成一个液压控制系统无论多么复杂,都是由一些基本元件组成的,可用图1-1的方块图来表示。

图1-1 液压系统组成框图从框图中可以看到,液压控制系统主要有以下元件组成:(1)指令元件:向系统发出指令信号的装置。

(2)反馈元件:检测被控量,将系统的输出转换为反馈信号的装置。

(3)比较元件:相当于偏差检测器,它的输出等于系统输入和反馈信号之差。

(4)液压放大与控制元件:接受偏差信号,通过放大、转换与运算产生所需要的液压控制信号,控制执行机构的运动。

(5)液压执行元件。

(6)控制对象:接受系统的控制作用并将被控制量输出。

1.3.2.2 液压伺服系统的分类(1)按控制信号的类别和伺服阀的类型分为机液伺服系统、电液伺服系统、气液伺服系统。

(2)按液压功率放大器的类型分为阀控液压伺服系统和泵控液压伺服系统。

(3)按负载运动性质及输出量的物理量分为液压位置伺服系统、- 4 -液压速度伺服系统、液压加速度伺服系统、液压力(压力)伺服系统。

(4)按检测元件的输出量形式及信号处理手段分为模拟式液压伺服系统和数字式液压伺服系统。

1.3.3 液压伺服系统的优缺点及应用1.3.3.1 液压控制系统的优点液压控制系统与其它类型系统相比,具有以下优点:(1)易于实现直线运动的速度、位移及力控制。

(2)驱动力、力矩和功率可很大。

(3)尺寸小、重量轻,加速性能好。

(4)响应精度高。

(5)控制精度高。

(6)稳定性容易保证。

1.3.3.2 液压控制系统的缺点液压控制系统的缺点主要有:(1)液压油易受污染。

(2)液压伺服系统成本高。

(3)系统的分析、设计、调整和维护需要高技术。

综上所述,液压控制系统具有结构紧凑、功率大、精度高和快速响应的突出特点。

因此,在那些能充分发挥其特点并显示出优势的领域便得到了迅速地发展和应用。

另一方面由于自身的弱点,也受到一定的限制。

1.3.4 对接模拟装置的工作原理空间对接模拟装置用于模拟空间两个飞行器的对接动力学过程,其整体系统的大回路由对接机构、测量系统、控制系统、航天器位姿动力学模型、执行系统组成。

如图1-2所示。

- 5 -图1-2 飞行器对接模拟装置示意图该模拟装置的工作原理是:运动平台(下平台)在控制系统的引导下,根据给定的对接初始条件运动到对接机构首次接触位置。

测力系统开始测量由于对接机构接触碰撞所引起的接触碰撞力、力矩以及对接缓冲系统所引起的缓冲力、力矩。

然后对这些作用力、力矩由数学仿真器变换为作用在主动对接机构和被动对接机构上的作用力、力矩,并计算两个对接飞行器的位置姿态变化,得到航天器的相对运动。

该相对运动信息传递给控制系统,使主、被动对接机构以一定的速度相对运动,从而达到用该平台模拟飞行器相对运动的目的。

1.4本设计的主要研究内容本次设计的主要内容是对对接模拟装置单缸控制系统的设计,通过研究非对称电液伺服阀控制非对称伺服液压缸动力机构的特性,提出用此动力机构来驱动模拟装置运动平台的合理性及意义。

- 6 -第2章阀控缸动力机构的分析在液压伺服控制系统中,为了节省工作空间及其它一些性能方面的要求,一般都采用非对称液压缸。

它与对称液压缸相比,其液压固有频率将有所不同,且由于两个运动方向上系统的开环增益不等以及某些参数的变化,使得两个方向上的动态特性不对称,且主要表现在超调量、上升时间和稳态误差三个方面。

因此本设计提出用非对称电液伺服阀控制非对称液压缸的方案,以解决上述阀控缸系统的不足。

本章首先依据非对称动力机构的特点,对非对称动力机构的负载流量、负载压力作了比较合理的定义,以此为基础,建立了非对称液压动力机构正反两个运动方向上的输出位移和工作压力的数学模型,并对其特性进行分析。

2.1 动力机构模型分析阀控缸动力机构的结构简图如图2-1所示。

图2-1 阀控缸动力机构的结构简图- 7 -- 8 -定义非对称阀的阀芯窗口面积梯度比n 为:12n ωω= (2-1) 式中 1ω——非对称阀1、2阀芯窗口的面积梯度;2ω——非对称阀3、4阀芯窗口的面积梯度。

当n =1时为对称阀,当1n ≠时是非对称阀。

定义非对称缸有杆腔和无杆腔的面积比η为:21A A η= (2-2) 式中 1A ——非对称缸无杆腔的面积,2m ;2A ——非对称缸有杆腔的面积,2m 。

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