大型轧制伺服液压缸试验台系统的设计与研究

设计一套大型轧制伺服液压缸试验台液压系统,该系统可进行轧制用伺服液压缸的静态和动态等实验项目的测试工作。试验台液压系统采用符合工况要求的阀控非对称液压缸模式。通过建立阀控非对称液压缸的数学模型,并对试验台液压系统的各项参数进行了推导与求解,求得试验台液压系统的传递函数,应用Matlab/Simulink软件对系统进行建模仿真研究,并采用PID算法对仿真模型进行优化控制,通过VB6.0软件编写试验界面和控制程序,进而完成伺服液压缸的各个实验项目。     

伺服阀控液压缸对液压系统动态特性影响的仿真研究

伺服阀控液压缸是液压伺服控制系统的重要组成部分,对系统的动态特性有很大的影响。为了改善一种钢带张力控制液压伺服系统的动态性能,建立了伺服阀和液压缸的数学模型,对影响伺服阀控液压缸性能的主要参数进行理论分析,利用Hy Pneu软件对系统进行仿真。仿真结果与理论分析结果相符,研究结果表明:液压缸活塞所受的摩擦力、液压缸内径、油源压力和油液弹性模量对系统动态特性均有一定的影响。     

阀控液压位置伺服系统管路压力冲击研究

为了进行阀控液压系统中管路压力冲击研究,建立了系统的数学模型。该模型不仅包含了伺服阀、液压缸、泵、溢流阀等元件,同时还考虑了管路对系统动态性能的影响。利用Matlab里面的Simulink工具包。在该模型上对阀控液压系统液压缸位移阶跃响应和位置伺服控制时负载压力变化进行了仿真分析,对系统液压冲击产生的现象进行了研究。仿真结果显示,该数学模型比较真实地反映了系统的工作情况．     

电液伺服比例综合实验台设计和研究

针对大学液压专业试验台教学及科研工作的具体要求,提出了电液伺服比例综合试验台的总体设计方案,给出了实验台阀控液压缸,阀控液压马达的液压控制系统原理图。同时论述了试验台计算机测控系统的硬件及软件设计方案。对试验台的扩展性及后续开发功能也进行了相关说明。     

轨道车辆转向架测试台液压伺服系统的建模与分析

为提升国内轨道车辆转向架测试设备的技术水平,并能全面、准确地评测转向架刚度的性能,提出了一种新型轨道车辆转向架刚度试验台的设计方案。依据试验台的技术特点,对系统的组成、液压缸的动作方式以及液压系统的控制形式进行了设计,确定了液压缸及伺服阀的相关参数。在对阀控液压缸工作原理及伺服阀特性研究的基础之上,着重对该液压伺服系统进行了建模和特性分析,并给出了分析结果。分析结果表明：液压伺服系统的关键部件选型合理,测试结果准确可靠,能够比较精确地对转向架刚度进行测试,为新型转向架刚度试验台的推广应用奠定了技术基础。     

阀控不对称液压缸系统改进控制策略研究

非对称液压缸具有占据空间小、制造简单且成本低廉等优点,在液压系统中应用极为广泛。但是,在液压伺服系统中,特别是在采用零开口伺服阀控制的阀控缸系统中,由于非对称液压缸活塞两侧的承压面积不同,当伺服阀阀芯在零开口附近做振荡时,液压缸两腔交替供油,活塞运动方向发生交替变化,此时液压缸两腔会产生压力突跳,产生系统振荡及爆振现象,严重时导致管道破裂等情况发生,不仅影响系统的稳定性,使系统无法正常工作,甚至导致液压系统及主机结构破坏。该问题在采用液压系统计算机仿真设计时很容易被忽略,造成设计失败。分析一个实际零开口对称伺服阀控不对称液压缸的液压系统设计案例,对对称阀控制不对称液压缸进行了不相容性分析,明确系统产生"爆振"的原因,以及提出该设计失败后的改进方案。     

微位移控制液压系统建模与模型辨识

为实现微米级别位移控制,采用伺服驱动器、交流永磁同步电动机和位移放大液压缸代替传统伺服阀和泵源,利用位移放大液压缸与执行液压缸的有效面积比,对执行液压缸进行精确定位。针对其液压系统进行数学建模,讨论液压油弹性模量、油液黏度、蓄能器压力与体积等变量对系统动态性能的影响。建立微位移控制系统AMEsim仿真模型,仿真结果表明：液压油弹性模量越大,系统响应越快;油液黏度越大,系统响应越慢;蓄能器压力与体积对系统响应影响微小,仿真结果与数学模型预测相符。设计试验台并在试验台进行液压系统开环扫频特性试验,使用Matlab辨识工具箱对系统试验数据进行模型辨识,辨识结果表明：二阶系统与试验数据的吻合度较高,与数学模型预测相符。基于辨识模型设计的PD控制器在微位移控制综合平台上得到了应用,位置控制偏差范围为-2~1.7 μm。     

伺服阀试验台计算机辅助测试系统的研制应用

该伺服阀试验台是为飞机大修厂研制的,按要求设计了相应的液压测试系统及计算机辅助测试系统。该试验台即可测试压力伺服阀又可测试流量伺服阀,测试范围基本覆盖国内航空伺服阀生产厂家。经使用结果表明,该试验台测试效率高,系统稳定可靠,能够满足伺服阀性能验收及故障检测等要求。     

某型飞机电液压力伺服阀试验台设计

基于某型飞机电液压力伺服阀的测试需求进行了试验台的设计.试验台由进行液压能控制与调节的液压试验台和进行试验控制的控制柜组成.可以进行压力伺服阀性能参数测量,满足了航修厂对压力伺服阀的测试要求,在应用中取得了良好效果.     

20MN液压支架试验台同步控制系统的设计

针对20MN液压支架试验台调高液压缸大行程、重负载的工况特点,分析了调高液压缸的工作状态和运动特性,提出一种采用电液比例伺服阀实现四缸同步控制的设计方案.该控制系统在WINDOWS操作系统下,采用VC 编制了四缸同步控制系统程序.通过MATLAB仿真和实验结果显示,该文的控制算法和同步策略可取得良好的效果,基本上满足目前液压支架试验台的同步控制精度,为液压支架检测技术的发展打下一定的基础.     

基于负载匹配的阀控液压缸匹配特性研究

阀控缸系统作为飞机结构强度试验中至关重要的设备之一,其工作状态的性能直接影响着试验的可靠性和安全性。通常情况下采用经验公式进行伺服阀和液压缸的选取,该方法存在较大的匹配误差,很容易造成伺服阀选择偏小或者功率利用率较低,且伺服阀未工作在最佳状态。因此,采用负载匹配的方法,通过液压缸的负载特性曲线与伺服阀的压力-流量特性曲线之间的关系,结合实际试验件特性以及试验所采用的设备,提出一种伺服阀与液压缸的选择方法,为飞机结构试验阀控缸系统的选型和设计提供依据,使试验设备工作状态得到较大改善。     

直驱式力马达阀性能检测系统

直驱式力马达阀（FMV）因响应快、控制精度高、抗污染能力强等特点被广泛应用于轧机自动厚度控制系统。对FMV的各项性能指标进行有效、实时的检测是控制钢材生产成本的一个重要环节。传统的伺服阀测试系统一般通过负载腔之间的流量、压力变化来检测其静态特性,这一原理可有效用于三位四通伺服阀的静态性能检测。而直驱式力马达阀是一种特殊的三通阀,它的性能指标无法像常见的三位四通伺服阀一样通过负载腔之间的流量、压力变化来检测。提出并实现了一种直驱式力马达阀性能测试方法,根据液压阀测试性能指标,设计、搭建了用于检测直驱式力马达阀性能的测试平台,有效检测了FMV的性能指标并绘制了其性能曲线。结果表明,根据伺服阀测试标准所提出的直驱式力马达阀性能测试方法以及所搭建的测试系统可有效用于FMV的静态性能指标的检测。     

基于MATLAB/SIMULINK的非对称缸系统压力跃变的分析方法

以阀控非对称液压缸为例,建立了液压伺服系统的动态模型,给出了该系统的仿真模型,利用MATLAB中的SIMULINK的图形功能对液压系统的动态特性进行仿真,把抽象理论变为直观可视的图形,从而给理论分析带来方便。通过试验得到了输出位移曲线和压力曲线,同时较详细地讨论了影响液压伺服系统压力跃变的主要因素。     

广义脉码调制液压伺服控制的研究

提出了广义脉码调制液压伺服控制,研究了用开关阀代替比例阀或伺服阀实现液压伺服控制的理论和方法。分析了开关阀控非对称液压缸伺服系统的动静态特性。为减少力负载对液压位置伺服控制精度的影响,设计了负载观测器;利用观测出来的等效负载进行反馈控制,抑制力负载干扰的影响,提高液压位置伺服控制的精度。     

液压高速冲击模拟系统

设计了一套液压式高速冲击模拟系统。采用高压蓄能器供油，通过伺服阀控缸系统将液压能转换为冲击能，模拟冲击速度与加速度的动态变化过程，并且具有冲击角度调整功能。介绍了液压冲击模拟系统的组成与工作原理，重点分析了液压冲击机构；建立了基于蓄能器供油的伺服阀控缸系统动态模型，分析了其简化模型和基本特性；分析了冲击动态模型中各参数对于冲击过程的影响。最后介绍了液压冲击模拟系统的原理样机，并给出了冲击试验数据。     

角度伺服阀芯阻力矩的测试与研究

就新型液压伺服关节中内置伺服阀芯阻力矩问题进行了探讨.在理论分析的基础上,建立了伺服阀芯阻力矩测试的实验系统,应用支反力法测得了实验数据,并对测试结果进行了比较分析,得出了摩擦阻力矩与系统压力的关系曲线,为选择合适的步进电机,进而进行结构设计打下了基础.     

伺服电动机直接驱动定量泵液压系统在精密注塑中的应用及其控制策略

精密和节能是注塑工业的两大发展趋势。针对传统液压系统注塑机注塑过程的高能耗、低响应的特点,设计一种伺服电动机直接驱动定量泵的闭环液压控制系统,实现注塑过程的精密节能控制。该液压系统采用伺服电动机驱动定量泵及压力传感器来代替原注塑液压系统中的普通电动机驱动定量泵及压力、流量比例阀,构成一种节能、响应快速、易于实现精确闭环控制的注塑液压系统。基于上述液压系统,提出一种基于模糊滑模控制的压力、速度控制策略,达到了注塑过程液压系统压力、流量的精确控制。并根据注塑过程中压力、流量耦合的特点,提出一种压力、速度切换控制策略。试验表明采用该模糊滑模控制方法及压力、速度切换控制策略的伺服电动机直接驱动液压系统注塑机响应迅速,压力、速度控制精度高,节能效果好。     

射流偏转板伺服阀的设计与实现

根据伺服阀的使用特点,提出了一种燃油介质的射流偏转板伺服阀。简述了其结构及工作原理,并对伺服阀的输出性能进行了测试,结果表明研制的射流偏转板式伺服阀具有良好的静态特性。     

伺服阀动压反馈网络流体建模与辨识分析

动压反馈网络是抑制液压伺服系统阻尼比的最关键装置之一。目前其时间常数τ基本按湍流模型进行设计，实际机理并不清楚，造成动压反馈式伺服阀的试验结果与理论结果偏差较大。为了提高时间常数τ的设计精度，提出了一种新的建模方法。在低频段，建立基于层流模型参数τ的设计方法；在高频段，通过黑箱辨识方法建立时间参数τ的线性模型。仿真与试验结果对比表明，该设计方法能够大大提高伺服阀建模的准确性，从而为伺服阀动压反馈网络设计奠定理论基础。     

Design and performance characteristic analysis of servo valve-type water hydraulic poppet valve

For water hydraulic system control, the flow or pressure control using high-speed solenoid valve controlled by PWM control method could be a good solution for prevention of internal leakage. However, since the PWM control of on-off valves cause extensive flow and pressure fluctuation, it is difficult to control the water hydraulic actuators precisely. In this study, the servo valve-type water hydraulic valve using proportional poppet as the main valve is designed and the performance characteristics of the servo valve-type water hydraulic valve are analyzed. Furthermore, it is demonstrated through experiments that a decline in control chamber pressure that follows the change of pilot flow is caused by the occurrence of cavitation around the proportional poppet, and that fundamental characteristics of the developed valve remain unaffected by the occurrence of cavitation.