数字液压缸

数字液压缸,简称数字缸。它是指将步进或伺服电动机、液压滑阀、闭环位置反馈设计组合在液压缸内部,接通液压油源,所有的功能直接通过数字缸控制器或计算机或可编程逻辑控制器(PLC)发出的数字脉     

数字式电液控制系统的设计原理

一、前言有三种方式用计算机控制液压系统。一是用计算机通过D/A转换器及伺服放大器控制伺服阀(或比例阀),从而使控制对象按需要动作,如图1所示。第二种是由计算机控制步进电机带动阀运动,这种阀一般称为数字阀,再由数字阀控制液压缸或马达工作(也有由步进电机直接带动缸或马达工作的,如电液步进马达等),如图2所示。第三种是由计算机控制脉宽调制放大器,操纵高速开关阀(也是一种数字阀)工作,从而控制液压缸或马达运动如图3所示。     

用于结晶器振动的电液控制步进液压缸研究

根据结晶器振动以重力为主以交变惯性力为辅的负载特性,步进液压缸采用单出头大速比液压 油缸,有杆腔直接供高压、无杆腔压力伺服调节,三通伺服阀控制的技术方案.通过步进电机驱动滚珠丝杠旋转并带动螺母和伺服阀阀芯上下直线运动,步进液压缸的活塞轴跟随伺服阀阀芯上下运动.     

一种新型小行程数字式液压伺服缸设计研究

对一种新型小行程数字式液压伺服缸进行了研究.此液压缸采用双自由度原理设计,克服了传统步进液压缸的一些缺点,同传统步进液压缸相比具有结构上的先进性、合理性和实用性.     

数字伺服步进液压缸的密封和摩擦特性分析

为了分析一类用于6-Dof运动模拟器数字伺服步进液压缸液压密封的摩擦特性,建立了其包括二相混合式步进电机、滑阀和机械反馈以及阀控非对称缸的数学模型。根据缸的液压密封的结构特点,应用Lugre摩擦模型构造摩擦观测器进行摩擦特性数值仿真分析。分析结果表明,缸低速时密封的负阻尼摩擦特性是产生抖动(或爬行)的重要原因之一。     

特种车辆救援机械手电液伺服控制系统仿真

通过对电液比例伺服控制系统的分析,建立了比例阀控制液压缸的数学模型,针对特种车辆救援机械手电液伺服系统设计了基于单片机控制的电液比例伺服控制系统数字校正环节.实验验证了建模分析的正确性以及 PID参数选择的合理性.为实现电液比例伺服控制系统在救援机械手中的应用打下良好的基础.     

数控液压缸控制性能的仿真与试验研究

某型号数控液压缸是一种闭环伺服执行元件,因其具有很高的定位精度,被应用于各类精密控制的仪器设备中,满足设备动作的精度、速度要求。该文建立了数控液压缸仿真模型,通过仿真分析得知其控制精度随输入压力增加及步进电机驱动速度降低而提高,响应速度随输入压力增加及步进电机驱动速度增加而提高。另外,设计了数控液压缸控制性能试验并通过此试验验证,在不同输入压力和步进电机驱动速度下,测试数控液压缸均具有较好的响应能力和控制精度。     

非对称液压缸伺服泵控系统控制模型及其参数辨识研究

针对非对称液压缸伺服直驱泵控系统控制建模及其参数辨识的问题,分别对伺服电机和泵控非对称液压缸系统进行了理论分析建模,得到了传递函数的模型结构及其阶数。对传统控制理论中的幅频特性测量传递函数方法进行了说明,提出了一种将理论分析建模与系统辨识建模相结合的精确求解系统传递函数的方法,并对伺服电机和泵控非对称液压缸系统分别进行了幅频特性实验,最后采用上述方法得到了非对称液压缸伺服泵控系统控制模型的主要参数和传递函数。研究结果表明:该方法可用于求解系统的传递函数,具有一定的实际应用意义;该方法可为液压机伺服直驱泵控系统的精确控制打下基础。     

数控液压伺服控制系统工作原理及在冲压工艺中的应用

数控液压伺服控制系统由数控装置、数控伺服阀、数控液压缸或液压马达、液压泵站四部分组成.数字液压缸是数控液压伺服控制系统理论在实际应用中较为活跃的一种新型设备.目前,我们正在探索数字液压缸在锻压工艺及设备领域中的应用.     

基于缝隙理论的新型数字液压缸研究

介绍了一种新型数字液压缸,该数字液压缸采用一种基于缝隙理论的数字阀,通过对数字阀的小流量控制来实现数字缸的微量进给和速度控制。步进电机接收到数字脉冲信号,驱动数字阀芯移动,通过改变数字阀阀芯的缝隙值来控制液压缸输入流量,从而有效提高了数字液压缸微进给控制精度。对数字液压缸系统进行分析,建立了精确的数学模型,推导了控制系统的传递函数和方框图,并利用AMESim仿真软件对其液压系统进行仿真分析,得到了数字液压缸位移、流量与数字阀缝隙变化的相对关系。     

电液步进油缸特性的理论分析及试验研究

针对在高炉和连铸机等重工业恶劣工况下,采用传统液压伺服系统,抗油液污染能力低、可靠性差等问题,依据直接位移反馈闭环控制原理,结合数字化控制方式,开发了步进式电液控制液压缸。阐述了电液步进缸的工作机理,并对其进行数学建模和理论分析,建立了系统传递函数方框图。在试验台上对电液步进缸的内泄漏流量、十脉冲精度、一步精度、重复位置精度和频率响应等静动态性能进行测试,结果表明,电液步进缸在开环状态下也具有较高的控制精度和响应速度,可靠性高、抗油液污染能力强。     

电液步进缸测试方法的探讨

介绍了调宽用电液步进缸的工作原理与设计特点。针对在高炉和连铸机等重工业恶劣工况下,采用高精度电液步进缸所需要解决的测试项目及检验方法等问题,依据新产品生产及检修经验,在试验台上对电液步进缸进行了耐压特性、驱动扭矩大小、单步精度、十步精度、重复位置精度及内泄漏流量等稳态性能测试,得到结合实际使用情况的步进油缸测试项目及方法。通过在线连铸机的使用,验证了该测试方法可以满足调宽用步进油缸的出厂测试要求。     

电液步进缸的跟随特性研究

电液步进缸的电液作动器能够有效减少液压系统的重量,降低管路噪声,优化流量脉动,控制溢流噪声,使得电液步进缸得到广泛的研究和应用。但是电液步进缸的跟随特性不能满足某些工程场合的需求。为了提高电液步进缸的跟随特性,根据评价跟随特性的稳态误差指标及稳态误差产生原因,推导出了基于电液步进缸稳态误差的时域模型,并提出参数调整结构。在此基础上对电液步进缸的可变参数Kf进行调整,利用AMESim软件仿真分析电液步进缸典型运动状态下合适的Kf数值,最后通过对电液步进缸进行空载和加载试验获得稳态误差的实验结果。结果表明,电液步进缸的稳态误差在要求的范围内,证明了电液步进缸稳态误差时域模型的正确性以及控制算法的有效性和稳定性。     

Numerical investigation on effects of rivulet and cable oscillation of a stayed cable in rain-wind-induced vibration

Rain-wind-induced vibration (RWIV) appeared on cable stayed bridges involves complicated fluid and structure interactions and its mechanism is not fully understood. It is believed that the upper-rivulet which is often seen when the RWIV occurs plays an important role. In this paper, a numerical investigation on the effects of the upper rivulet on the aerodynamic forces of the cable and the interaction between the fluid flow and the cable oscillation is carried out where the cable with the upper-rivulet is modeled by a circular cylinder with an arch attachment. The Reynolds number of 6.8×10⁴ is selected. The large-eddy simulation (LES) method with Smagorinsky-Lilly modeling is employed to simulate the 3-D turbulent flow field, and a moving mesh method is introduced to deal with the oscillation of the cylinder. The aerodynamic forces on the cylinder and the flow patterns around the cylinder are analyzed for both steady and oscillation status of the cylinder with the rivulet attachment in different position angle ranged from 0° to 60°. The results show that the aerodynamic forces on the cylinder change largely with the position angle of the rivulet attachment. In the steady cases, a uniform recirculation flow along the axial direction of the cylinder forms behind the cylinder; whereas in the oscillation cases, a 3-D periodical recirculation flow appears along the axial direction. The scales of these recirculation zones are influenced by both the position angle of the rivulet and the dynamic status of the cylinder. The results also show that there exists a rivulet position angle where the aerodynamic force on the cable and flow pattern around the cable both change dramatically. This critical position angle is found to be 45° for the cases studied.     

斜置方柱气动力特性试验研究

土木工程结构中有很多方形断面的细长结构,常常受到斜向风作用,其风荷载可以简化为斜置方柱的气动力,与垂直风向作用不同,目前尚没有明确的气动力估算方法。针对此问题,采用刚性节段模型测压风洞试验,分析了风偏角对方柱的静态气动力特性的影响规律。结果表明:采用传统风速分解法仅可以有效地估计在分离点之前的风压,并不适用于斜置方柱完整气动力的估算;由于背风面风压的减弱,斜置方柱的平均和脉动气动力系数小于垂直方柱的对应值;斜置方柱的旋涡脱落频率小,强度弱,频带宽。因此,采用垂直方柱的平均气动力作为方柱抗风设计的平均风荷载是偏于安全的,但是由于旋涡脱落频率及带宽的变化,斜置方柱的风致振动与垂直方柱会有明显的差别。     

机器人步进电机的最优机械控制数据建模与仿真

步进电机的控制精度会对电机位移和数字脉冲产生影响,为了提高步进电机最优机械控制数据的准确性,确保步进电机最优机械控制效果,提出机器人步进电机的最优机械控制数据建模与仿真方法。该方法优先分析了机器人步进电机的内部结构、工作原理,并利用数学模型推导出传递函数,以此达到简化步进电机的目的。基于分析结果建立控制模型,实现最优控制机器人步进电机,并依据仿真分析结果验证最终控制效果。实验结果表明,所提方法的机器人步进电机最优机械控制效果较好,能够有效提高机器人步进电机最优机械控制精度。     

基于CATIA的渐开线圆柱齿轮的零件库的建立

运用CATIA三维CAD软件建立了渐开线圆柱齿轮的参数化模型,并建立了渐开线圆柱齿轮的零件库,使渐开线圆柱齿轮建模一劳永逸。     

锥形缸体球面配流副润滑特性建模及试验验证

配流副油膜的润滑特性对轴向柱塞泵的可靠运行有重要影响。建立了锥形缸体球面配流副油膜润滑特性仿真模型,并通过试验验证了模型的有效性。对锥形缸体进行受力分析,通过对柱塞滑靴组件运动学和受力的分析,求解得到柱塞滑靴组件对锥形缸体的作用力;通过对球面配流副油膜厚度分布和压力分布的分析,求解得到球面配流副对锥形缸体的油膜支承力;采用有限容积法对油膜进行离散化处理,通过牛顿迭代法数值求解球面配流副油膜润滑特性和锥形缸体运动方程;开展轴向柱塞泵高压稳态试验和轮廓扫描试验,获得不同稳态试验时长的球面配流盘磨损形貌,对比球面配流盘磨损轮廓与仿真得到的油膜厚度分布和压力分布。研究结果表明,仿真得到的油膜厚度较小区域与配流盘主要磨损区域相近,验证了锥形缸体球面配流副油膜润滑模型的有效性。     

Bi-modes alternation stepping ultrasonic motors

Based on the principle of alternative operation of two bending vibration modes in an annular stator, this paper presents a standing-wave stepping ultrasonic motor characterized by no accumulative errors driven by an open-loop control circuitry. The driving forces are generated from the motions of projections on the stator in two modes. The positioning of the motor is achieved by the cooperation between the stator projections and rotor teeth, and the number of the rotors determines the stepping angle of the motor. Two-phase sinusoidal signals corresponding to the two modal frequencies drive the motor bi-direction stepping rotation via a switch unit. The prototype runs steadily without miss-step on trial. The single-step angle displacement of the motor is 2.5°.     

选区激光烧结设备成型缸传动系统及铺粉精度的研究

成型缸传动系统是影响选区激光烧结铺粉精度的关键因素,根据铺粉工艺过程,确定成型缸传动系统总体方案,并建立传动系统模型.根据铺粉参数要求,详细介绍了传动系统动力参数的计算及步进电机的选用.最后对传动系统进行了静态定位误差的分析,以确保选区激光烧结设备铺粉精度符合要求.