电磁直驱式大规格电液伺服阀的研究现状和发展趋势

大规格电液伺服系统在锻压机械、轧钢机械等领域中已获得广泛的应用,本文简介了大规格电液伺服阀和电液比例阀的发展历程.论述了电磁伺服直驱的优点,明确指出开展电磁直驱式大规格电液伺服阀的研究具有重要意义.分析了现阶段国内外主要的电磁直驱式电液伺服阀的工作原理、结构和优缺点.探讨了电磁直驱式电液伺服阀的发展趋势.最后分析了电磁直驱式电液伺服阀在金属挤压设备、锻造设备等领域中的应用优势.     

直驱式电液伺服系统及其在注塑机上的应用

建立了直驱式电液伺服系统的数学模型，进行了仿真分析和试验研究。结果表明，在频响不高的场合直驱式电液伺服装置完全可替代传统的电液伺服装置。     

直驱式电液伺服系统PID校正复合控制器研究

直驱式电液伺服系统具有节能、成本低等优点,然而与传统电液伺服系统相比其性能较差。为提高直驱式电液伺服系统的性能,在建立泵控缸式电液位置伺服系统数学模型的基础上,提出将最优状态反馈控制与观测器预估负载干扰前馈控制相结合的复合控制策略,并用PID调节器对位置环节进行校正。Simulink仿真结果表明系统动静态性能得到大幅改善。研究成果对直驱式电液伺服系统的推广应用具有积极意义。     

直驱式电液伺服模锻锤控制系统研究

对直驱式电液伺服系统在模锻锤上的应用进行了研究,提出一种新型直驱式电液伺服控制模锻锤。设计了模锻锤直驱式液压控制系统原理图,分析了其工作原理和优势,通过研究新型模锻锤能量控制原理,提出了蓄能间接转换控制方法及转换原理,通过理论分析证明可以提高系统能效及打击能量的可控性。分别对交流伺服电机调速系统与泵控缸系统进行了数学建模,在此基础上建立了模锻锤控制系统的数学模型,并在Simulink平台上搭建系统的仿真模型,仿真分析了该系统的动态特性,通过Bode图中的幅值裕量和相位裕量证明了系统的相对稳定性。时域仿真曲线表明,泵控系统动态响应时间可以满足模锻锤工况要求。仿真结果有效验证了直驱式电液伺服模锻锤控制系统的可行性。     

基于自抗扰控制的直驱电液伺服系统仿真研究

针对直驱式电液伺服系统中存在的非线性特性和外部扰动导致系统流量供给不平衡问题,基于自抗扰控制理论,提出一种基于三阶线性自抗扰控制的液压缸位置控制方法,实现直驱式电液伺服系统电机转速与液压缸位置的闭环控制。同时针对传统系统建模不精确导致控制效果差的问题,在理论分析的基础上,结合电液伺服系统的性能和实际工况,基于AMESim建立直驱式伺服液压系统仿真模型。通过建立AMESim和Simulink的联合仿真模型,验证控制器的有效性。结果表明：该控制策略可以有效消除由于流量供给不平衡导致的液压缸在换向运动时出现位移波动,液压缸位移的平均绝对百分比误差为4.4%,较好地实现位置跟踪。在外负载扰动的情况下,系统具有较强的抗干扰能力,从而保证系统的稳定性。     

螺旋压力机实现伺服直驱的低速大力矩电动机综述

实现伺服直驱是现代螺旋压力机的重要发展方向之一。本文对用于螺旋压力机伺服直驱的各类低速大力矩电动机进行了介绍,阐述其基本结构、工作原理、优缺点以及国内外研究现状。最后提出设计螺旋压力机直驱式电动机需要考虑的几个因素。     

复杂曲面快轴伺服加工技术

采用一种直线滚动导轨式快轴伺服系统对典型复杂曲面进行加工。介绍快轴试验样机结构和快轴控制系统控制算法。根据快轴伺服装置的简化模型求得快轴试验样机数学模型。分析快轴伺服系统控制模型,建立快轴伺服系统动刚度数学模型。通过理论仿真和实验研究系统控制参数对动刚度的影响规律,并对提高伺服动刚度后的快轴伺服系统进行性能测试。对典型复杂曲面进行快轴切削实验,验证了该快轴伺服系统加工复杂曲面的精度较高。     

第三代螺旋压力机——伺服直驱螺旋压力机

螺旋压力机经历了第一代摩擦压力机、第二代高能螺旋压力机和电动螺旋压力机的发展。随着用户对设备性能及可靠性方面要求的提高．以及伺服电机和控制技术的进步,被称为第三代的伺服直驱螺旋压力机成为成形装备的最新发展。伺服直驱螺旋压力机以其从电机到飞轮储能零传动的特点．提升了传动效率．消除了螺旋压力机原先传动环节故障因素．最大限度的降低了故障率和维修率。使成形装备具有了柔性化和智能化的特点,保证了设备的可靠性和稳定性．具有划时代的意义。     

直驱式容积控制电液伺服系统及其发展现状

常规液压机存在能源利用率不高、系统复杂、可靠性差等问题.为了解决上述问题,先后出现了泵排量控制系统和泵转速控制系统(直驱式容积控制电液伺服系统).介绍直驱式容积控制电液伺服系统的组成、原理、特点、动态性能和控制方法,对直驱式容积控制电液伺服系统国内外研究和应用现状进行综述,并讨论这种系统的发展趋势.     

液压泵控缸伺服系统T-S模糊模型在线辨识研究

以电机直驱泵控缸伺服系统为研究对象,针对液压系统中存在非线性不确定性和时变特性,对液压伺服系统建立T-S模糊模型,并对其进行模态分析计算。首先基于改进的模糊分割聚类算法,给出聚类数c的优选方法,构建液压系统模型。然后采用带有遗忘因子的递推最小二乘法,对系统模型进行在线参数辨识,得到液压伺服系统的T-S模糊模型。进而实现了伺服缸无扰速度补偿及负载刚度摄动的抑制。最后通过仿真实验对控制策略进行验证,结果显示该辨识方法具有较高的逼近精度和较好的泛化能力。     

基于机床进给伺服系统中频振动抑制研究

伺服系统以其高性能、高精度等优势被广泛应用于数控机床和机器人上。机床进给伺服系统中由于滚珠丝杠等传动装置刚度有限,柔性连接方式易引发振动而影响其稳定性与精度。针对旋转进给伺服系统中存在的中频振动,提出一种基于二阶状态观测器的速度扰动观测补偿中频振动抑制方法,由速度观测器观测出的速度与实际速度反馈相减,通过带通滤波提取振动信号,作为补偿给到速度反馈上,抵消系统振动,提高系统带宽并保持稳定性和精度。最后在不同的速度环增益下,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。     

Expedient modeling of ball screw feed drives

Ball screw feed drives are the most commonly used mechanism to provide linear motion in high speed machine tools. Position accuracy and the achievable closed loop bandwidth of such drive systems are usually limited by the structural vibration modes of the mechanical components. Higher order plant models allow for a better understanding of the system dynamics, improve the design process of feed drives and are essential for the development of sophisticated control strategies. The ball screw shaft, describing a complex flexible structure, is probably the most significant component concerning structural vibration modes of a feed drive. In this paper, the behavior of the shaft and its dominant influence at different operating and coupling conditions is particularly addressed. Using a hybrid modeling technique, the main characteristics of the shaft are derived and projected onto a clearly arranged and versatile lumped mass model. Simulative and experimental examinations are conducted and a parameter analysis is performed. The presented model proofs to be accurate for a great range of parameters and in addition allows for a physical interpretation of the dominant structural vibration modes of a feed drive.     

轧机主传动系统减速机故障诊断研究

利用振动烈度和频域分析方法 ,对轧机主传动系统减速机进行了故障诊断。发现高速轴与中间轴轴线不平行 ,高速轴工作侧轴承座轴承盖螺栓预紧力不足以及高速级齿轮副已严重损伤等故障     

谈工业控制电气伺服驱动技术及其发展

交流伺服系统作为现代工业生产设备的重要驱动源之一,是工业自动化不可缺少的基础技术。作为工业控制装置的重要功能部件,伺服驱动装置的特性一直是影响其性能的重要指标。本文阐述了伺服驱动系统的基本概念、分类及其特性;步进电机和交流伺服电机的使用性能;以及伺服驱动产品在工业生产中的应用状况;同时指出了伺服控制系统逐渐成为工业设备的重要驱动源及伺服驱动系统的发展方向。     

高频响电液伺服加载系统安装机架的结构优化方法

在高频重载电液伺服加载系统中,其安装机架的变形和振动会限制系统的频宽,尤其当进行高频简谐加载时,产生的冲击载荷使机架发生谐振,加剧了机架的变形和振动,严重时甚至破坏系统的稳定性。以采用十字形横梁为机架的单摆负载电液伺服加载系统为例,利用Abaqus软件对机架结构进行了模态及谐响应分析,通过分析机架在油缸简谐激振力作用下的谐振特性,获得机架各部分结构振动的强弱分布及抗振薄弱区位置,由此提出了提高机架刚度的抗振加固方案,将原十字形横梁改为对角结构,在抗振薄弱区增加筋板,构建三角结构。优化后的方案使机架一阶固有频率从141 Hz提高到190Hz,满足了系统的频宽要求。     

冷轧平整机主传动设备振动问题的研究

针对首钢京唐1 420 mm连退机组平整机主电机、传动轴和支撑辊传动过程中设备本体有强烈的脉冲式振动,以及主电机速度精度差,不符合设备的功能精度要求,对设备运行以及产品质量有较大影响的问题,对其产生原因进行了分析。将原有的十字轴式联轴器改造为球笼式联轴器,减轻其自身重量;调整支撑辊传动轴扁头套与支撑辊扁头的配合间隙并制定更换周期,提高了主电机的速度精度,有效地改善了主传动设备的振动问题。     

High speed CNC system design. Part III: high speed tracking and contouring control of feed drives

A servo control system capable of delivering rapid and accurate feed motion is a necessity for high speed machine tools. The control law must be designed to provide a high tracking bandwidth as well as adequate disturbance rejection and parameter variation robustness, in order minimize the following errors in each axis. This also contributes to the minimization of the contour errors in the machined part. This paper provides a systematic approach for designing such a control law. Position, velocity, and disturbance estimates are obtained using a Kalman filter. The feedback loop is closed using a pole placement controller with disturbance cancellation, in order to counteract the detrimental effects of friction, cutting forces, and drive parameter variations. The overall tracking bandwidth is widened by compensating for the closed loop dynamics in a feedforward manner. Also, the tracking errors due to friction transients at the corners and arc quadrants are reduced by precompensating for the expected friction forces. The contribution of each component in the control scheme to the contouring accuracy has been experimentally verified, and the overall contouring performance has been demonstrated in high speed machining tests. The experimental results were obtained using the smooth trajectory generation algorithm and identified axis and friction models which have been presented in Parts I and II respectively, of this paper.     

Adjustment of CNC machine tool controller setting values by an experimental method

This paper presents an adjustment technique on controller setting values in CNC machine tools by measurement of servo induced feed drive errors. At high feed rate operations of CNC machine tools, servo induced errors are usually dominant and large compared with geometric errors. For measurement of the servo induced errors, an experimental equipment which incorporates two linear displacement sensors and a steel cube was developed, and servo feed drive errors were evaluated along a square corner test path. Based on evaluations of servo feed drive errors with different combination of parameters in machine control system, optimum setting parameters were found. The measuring equipment and optimisation method are described.     

基于SimoDrive 611U/Ue的液压精密控制系统设计与实现

钢管数控成型机是一种通用型高端设备,应用于钢管圆形、方形等内孔成型加工。为了提高成型机液压系统位置控制精度并降低系统能耗,根据成型机工作条件,提出由伺服驱动器、伺服电机、光栅及传感器等构成液压精密控制系统的设计方案。该方案利用伺服驱动器控制伺服电机旋转,带动定量泵控制液压缸位移,光栅反馈位移量给伺服驱动器,构成闭环控制来达到精密控制效果。该设计具有改造费用低、加工效率高和精度高等优点。