嵌有压电作动器的滚珠丝杠驱动系统

将压电作动器置入滚珠丝杠驱动系统,可以灵活地控制滚珠丝杠的预紧力和运动;在伺服电动机粗定位的基础上,可以实现纳米级精确定位;通过脉动作用保证了系统的低速运动稳定性。     

电静液作动器不确定性建模分析与可靠度计算

不确定性是影响飞机电静液作动器(EHA)可靠性的主要因素。针对消除不确定性影响和提高EHA可靠性的问题,研究了基于概率论的EHA不确定性建模与可靠度计算方法。对EHA不确定性进行了定性分析;在建立EHA线性数学模型基础上,给出了一种不确定性建模方法,并据此分别考虑独立不确定因素和多不确定因素的影响,提出了EHA对这些参数的不确定性建模和可靠度计算方法;以EHA作动筒截面积对输出位移影响为例进行演算,采用Matlab进行仿真对比验证,证明了EHA不确定性模型和可靠度计算方法的正确性。     

飞机电动静液作动器热力学建模与分析

针对电动静液作动器(EHA)存在的发热和散热问题,以EHA电机和柱塞泵为主要研究对象,进行热力学建模与分析。根据EHA电机和柱塞泵的参数,使用CATIA软件建立EHA传动机构的三维模型,将其模型导入ANSYS Workbench中,仿真得出该模型的温度场热分布图,以反映EHA中主要热源的热特性。结果表明,EHA中温度最高的区域是电机定子,温度达到159.4℃;温度最低区域是柱塞泵的部分外壳,最低温度为47.6℃。     

液压作动器的全局滑模控制研究

液压作动器是一种典型的非线性、参数不确定性系统,且其作用任务复杂,传统的滑模控制难以保证系统在趋近模态时具有较好的动态性能和鲁棒性。针对这一问题,提出了一种适用于液压作动器的全局滑模控制器,使系统从初始时刻就一直运动在滑模面上,实现系统响应全过程的鲁棒性。将该控制器应用于液压作动器的位置伺服仿真实验中,仿真结果表明设计的全局滑模控制器具有较好的动态特性,对外负载变化具有较强的鲁棒性。     

电静液作动器精细化建模和特性分析

电静液作动器（Electro-hydrostatic actuator,EHA）是电驱液传的执行机构,具有体积小、重量轻、功率密度高、可控性好、维护性好、集成度高、可靠性高等优势。传统EHA的线性建模方法通常忽视电机和泵的强非线性,这种建模方式过于保守,导致模型精度降低,影响高性能控制及性能预测的准确性。为处理传统建模方式的保守性问题,建立考虑伺服电机和泵非线性的精细化模型：通过MATLAB/SIMULINK建立时变、非线性、强耦合、多变量的永磁同步交流电机（Permanent magnet synchronous motor,PMSM）模型,通过AMESim建立含流量脉动和外泄漏的定量柱塞泵模型,完善了EHA仿真模型;改变系统参数进行MATLAB-AMESim机电液联合仿真,通过多种仿真工况的结果对比,分析EHA系统的典型特性,揭示了系统参数对控制器跟踪性能的影响。建立精细化模型进行特性分析,为EHA系统参数对控制性能的影响度分析提供了理论支撑和仿真验证手段。     

菱形微位移压电作动器输入输出杂交建模

针对某定位装置,研究了一种新型菱形微位移压电作动器,该压电作动器由压电堆、菱形位移放大机构以及柔性铰链组成。菱形微位移压电作动器的核心驱动部件为压电堆,由于压电材料的迟滞特性,菱形压电作动器具有非线性迟滞特性。为了消除迟滞对压电作动器在后续控制中的影响,发展了一种Preisach杂交建模的方法,该方法在传统Preisach模型的基础上,有效结合了Preisach离散模型和支持向量机(support vector machine,简称SVM),建立了微位移压电作动器输入输出杂交模型。试验结果表明,SVM有效解决了因1阶滞回曲线数量不足而导致Preisach模型精度低的问题,同时与传统Preisach模型相比,杂交建模能更准确地描述迟滞特性,具有更高的精度。     

压电陶瓷作动器非对称迟滞建模与内模控制

压电陶瓷作动器被广泛应用于精密定位和控制中,但其本身存在的非对称迟滞非线性特性,严重影响了系统的定位和控制精度。针对这一问题,提出了一种基于广义Bouc-Wen模型的非对称迟滞建模方法,并利用差分进化算法辨识模型参数;基于所建的广义Bouc-Wen模型构建了其具有解析形式的迟滞逆模型,并设计了内模控制方案实现对压电陶瓷作动器的精密跟踪控制;最后在压电陶瓷作动器实验平台,对所提出的建模和控制方案进行了实验验证。对压电陶瓷作动器的建模结果表明,系统建模误差均小于0.051 0,比经典Bouc-Wen模型的建模误差降低约21%～46%;对100 Hz内幅值为20μm的期望位移信号的控制实验结果表明,所提出的控制方法具有良好的实时跟踪性能和跟踪控制精度。对100 Hz期望信号的跟踪控制均方根误差为0.491 6μm,相对误差为0.040 2μm,可以很好地满足实际工程需要。     

车辆主动悬架用电磁作动器的驱动电路设计及实验

设计了车辆主动悬架用圆筒型电磁作动器的驱动电路,制作了驱动电路所需的死区产生单元,通过AutoBox dSPACE控制系统和智能功率模块(IPM)构建了主功率回路电路,搭建起简易的实验测试平台,对所设计的电磁作动器进行了方波力和三角波力的测试。实验测试表明,所设计的驱动电路具有可行性。     

电动静液作动器双惯性建模与高精度位置响应研究

非线性的摩擦会使电动静液作动器产生严重的谐振问题,为此,在对电动静液作动器进行双惯性系统建模的基础上,提出了一种电动静液作动器的谐振比控制方法.首先,分析了电动静液作动器的工作原理,并通过采用由一个低刚度轴连接的两个高刚度惯性体,对电动静液作动器进行了双惯性系统建模;然后,通过采用反馈调制器对作动器静摩擦进行了补偿,并...     

光驱动压电作动器用于薄壳振动控制策略的研究及可行性验证

为提高薄壳结构工作性能,突破现有的结构振动控制方法局限性,采用新材料PLZT,开启了利用光电压驱动压电作动器的新研究。现对利用光驱动压电作动器方法用于薄壳振动控制进行了研究,设计其控制策略,并通过试验研究验证了所设计的控制策略的有效性和光驱动压电作动器方法用于薄壳振动控制的可行性。     

一种直动式电液伺服阀的驱动装置研究

该文涉及一种耐高污染直动式电液伺服阀的驱动装置,属于机电一体化范畴的电动―液压自动控制系统领域。耐高污染电液伺服阀具有响应速度快,不会堵塞,坚固耐用的特点。该文从贴近实际使用角度出发介绍了一种全新设计的、简化的直线驱动装置的机械和电器结构。     

电磁直驱变速器优化设计与可行性分析

提出一种针对电动汽车中集成电磁直线驱动装置的电磁直驱变速器DAMT(Direct-Driving Automated Mechanical Transmission),利用仿真与实验分析其换挡性能。该变速器联合了直驱技术与机械变速器的优势,利用电磁直线驱动装置直接驱动两挡一体式接合套完成换挡。以换挡力与换挡力衰减率为目标,通过退火粒子群-有限元算法对换挡执行机构参数优化;研究电磁直驱变速器换挡机理对换挡过程分阶段建模仿真;搭建DAMT样机与试验台,进行了典型工况换挡实验。实验结果表明,电磁直驱变速器在转速差220 r/min、被同步端转动惯量0.04 kg?m²工况下换挡时间为148 ms,同步时间为109 ms。实验结果验证了建模的准确性和电磁直驱变速器的可行性。     

Modeling and Analysis of A Rotary Direct Drive Servovalve

Direct drive servovalves are mostly restricted to low flow rate and low bandwidth applications due to the considerable flow forces.Current studies mainly focus on enhancing the driving force,which in turn is limited to the development of the magnetic material.Aiming at reducing the flow forces,a novel rotary direct drive servovalve（RDDV）is introduced in this paper.This RDDV servovalve is designed in a rotating structure and its axially symmetric spool rotates within a certain angle range in the valve chamber.The servovalve orifices are formed by the matching between the square wave shaped land on the spool and the rectangular ports on the sleeve.In order to study the RDDV servovalve performance,flow rate model and mechanical model are established,wherein flow rates and flow induced torques at different spool rotation angles or spool radiuses are obtained.The model analysis shows that the driving torque can be alleviated due to the proposed valve structure.Computational fluid dynamics（CFD）analysis using ANSYS/FLUENT is applied to evaluate and validate the theoretical analysis.In addition,experiments on the flow rate and the mechanical characteristic of the RDDV servovalve are carried out.Both simulation and experimental results conform to the results of the theoretical model analysis,which proves that this novel and innovative structure for direct drive servovalves can reduce the flow force on the spool and improve valve frequency response characteristics.This research proposes a novel rotary direct drive servovalve,which can reduce the flow forces effectively.     

直驱式电液伺服油动机的建模与仿真研究

汽轮机性能的优劣直接影响机组和电网运行的经济性、安全性和供电品质.该文简单论述了给水泵汽轮机传统阀控式调速方式的工作机理及其优缺点,介绍了直驱式电液伺服系统的原理、结构组成和特点,并对直驱式电液伺服油动机进行了仿真研究.分别对交流伺服系统与泵控缸系统进行了数学建模,给出了整个直驱式电液伺服系统的数学模型,并使用Simulink对其进行建模和仿真,分析了各参数对系统动态性能的影响,结果表明直驱式电液伺服油动机系统在正反向运动时都是稳定的.通过调整PID的参数,可以实现对整个动力机构很好的控制;同时可以看出,直驱式电液伺服油动机系统不适合高频响的场合.     

双电动机驱动伺服系统的动力学建模及齿隙非线性仿真分析

建立双电动机驱动伺服系统的动力学模型,将齿隙的非线性系统转化为一个近似无齿隙的线性系统。建立双电动机同步联动伺服系统的动力学模型,通过Matlab仿真分析,得到含齿隙条件下的齿轮输出转角曲线和转矩曲线,验证了双电动机驱动伺服系统的优越性。     

泵直接传动式锻造液压机液压伺服控制系统研究

介绍泵直接传动的锻造液压机工作原理,对其控制机理、数学模型、控制策略进行了研究,并成功地应用于生产实践中。     

足式机器人轻量化液压驱动执行器质量建模及灵敏度分析

液压驱动执行器是航空航天、机器人和工程机械等高端移动装备中的核心执行元件,是液压系统的“肌肉”。对液压驱动执行器进行轻量化设计是提升上述高端移动装备的续航能力、机动性和承载能力的主要途径之一。以适用于足式机器人腿部关键驱动的液压执行器为研究对象,首先建立执行器各部件精确质量模型。然后,采用可以定量评估参数对模型影响的基于Sobol的全局灵敏度分析方法,并结合蒙特卡洛数值模拟方法增强其分析效率,揭示了质量参数变化对执行器质量的影响规律,最终得到了影响液压驱动执行器质量的关键参数,并通过系统建模验证了灵敏度分析结果的准确性。同时,所采用的分析方法为通用方法,可对不同液压驱动执行器进行质量建模并进行灵敏度分析,为其轻量化设计提供重要理论参考。     

基于SimHydraulics的风力机液压变桨执行机构建模与稳定性分析

该文在前期液压变桨执行机构系统设计的研究基础上,利用Matlab/Simulink中SimHydraulics建立了完整的风力机液压变桨执行机构物理仿真模型,同时给出了传递函数数学建模结果,并对两种建模方法得到的液压变桨执行机构模型的稳定性作了比较分析,最后通过SimHydraulics所建液压变桨执行机构模型与风力机整机模型联合仿真,完成了风力机的变桨功率控制仿真实验.仿真结果表明,相比传递函数、状态方程、功率键合图等数学建模方法,SimHydraulics物理建模方法所建模型精确性更高,基于该模型的风力机功率控制、稳定性、可靠性等相关分析研究的准确性和可靠性也较高.     

基于增量非线性动态逆的液压执行器力控制策略研究

针对液压执行器力控跟踪要求高度的非线性及不确定性的动力学模型问题,导致液压驱动系统高精度运动控制存在困难,提出采用一种基于传感器的增量式非线性动态逆控制方法来解决液压执行器的力跟踪问题。建立液压执行器动力学模型,理论分析了INDI控制策略在力控制模型上具有稳定性好、抗干扰能力强、系统标定范围大的优势。利用该控制器压力差导数作为反馈,不依赖于精确的液压执行器数学模型和参数标定,对模型不确定性具有固有的鲁棒性。仿真试验和理论分析表明: 采用高频率采样的INDI控制器力跟踪误差始终稳定在6%左右; 最大跟踪误差也不超过8%;对参数不确定性具有极强的鲁棒性。