液压伺服系统讲座(八)

第三章伺服阀与液压放大器伺服阀是液压伺服系统的核心元件。它由转换器和液压放大器组成。它能将输入功率很小的电气(或气动、机械)信号加以转换并放大,输出一个与输入成比例的液压信号(流量或压力),用于控制执行机构。根据输入信号及转换器型式分电液伺服阀、气液伺服阀和机液伺服阀。其中电液伺服阀最为普遍。电液脉冲马达是另一种液压伺服元件,它由步进电机和液压扭矩放大器组成,广泛应用于开环数控机床的驱动系统。它们的特点是功率放大系数大、灵敏度高、快速性好、体积小、正是这些显著优点使电液伺服系统获得了广泛的应用。     

基于AMESim的粉末压机液压系统节能控制

针对粉末压机压制频次高、能耗高、液压系统发热严重等问题,提出采用伺服泵组、大通径伺服阀及压力补偿等环节实现2.8 MN粉末压机液压系统的节能控制。利用AMESim软件搭建比例流量插装阀和伺服阀仿真模型,通过仿真验证模型的正确性;搭建2.8 MN粉末压机液压系统仿真模型,研究伺服泵组节能控制、伺服阀及压力补偿控制对液压系统功耗的影响。结果表明：采用伺服泵组节能控制可以有效降低压机待机阶段的液压系统功耗;采用伺服阀及压力补偿控制可实现压机工作阶段泵出口压力随负载变化而变化,有效降低泵出口压力和液压系统功耗。     

船舶转叶式液压舵机系统建模与仿真分析

针对转叶式液压舵机系统,采用AMESim软件和Simulink软件联合仿真策略,分别建立转叶式舵机液压系统模型和舵叶水动力模型。仿真结果表明:所建立的联合仿真模型输出舵角能够较好地跟随给定舵角信号变化,满足舵角跟随的快速性和准确性要求;伺服阀开关动作会使转叶油缸的流量和压力产生脉动和震荡。     

电液伺服马达驱动系统的奇异摄动控制仿真研究

为了提高电液伺服驱动系统控制精度,设计了奇异摄动控制方法,并对液压驱动系统输出结果进行仿真验证。建立电液伺服驱动系统,给出电液伺服阀原理图,并介绍电液伺服阀工作原理。创建电液伺服阀节流孔的非线性数学模型,推导出液压驱动方程式,通过最小二乘法对运动参数进行估计。利用反馈线性化技术和奇异摄动理论解决了非线性和不确定性问题。采用MATLAB软件对电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪结果进行仿真,与传统PID控制结果进行对比。结果显示：采用传统PID控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较大;采用奇异摄动控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较小,控制系统反应速度较快,可以提高电液伺服驱动系统控制精度。     

调压阀液压系统状态监测与故障诊断技术研究

研究空气调压阀液压系统状态监测与故障诊断技术,选取液压油油温、液压缸压力、活塞杆位移、伺服阀控制电流、油液污染度等参数作为状态监测参数,基于NI cRIO分布式实时控制系统对监测参数进行实时采集、显示、记录和报警,实现了对整个系统运行状态的实时监测。通过提取和分析液压缸压力、位移信号和伺服阀控制电流信号的综合特征,初步实现了对液压系统关键参数的状态监测和故障的快速诊断与定位。测试结果验证了状态监测和故障诊断技术的有效性和正确性。     

三级电液伺服阀的故障仿真研究

电液伺服阀性能的优劣对液压设备的控制精度、系统的稳定裕度以及可靠性有很大的影响.而对电液伺服阀故障模拟常采用硬件方式仿真模拟,笔者利用液压仿真软件对电液伺服阀进行仿真研究,通过仿真分析得到发生故障时阀的压力曲线,符合实际要求.     

电液伺服阀综合测试台的设计

介绍一种工业专用的液压伺服阀综合测试台的组成、液压系统及其测控系统的设计原理、测控软件的研发,重点阐述液压伺服阀综合测试台测试伺服阀静、动态性能的原理,提出采用压力闭环来保持伺服阀压降恒定。     

重载数字开关阀液压同步举升系统效率的研究

以同规格的重载数字开关阀与传统伺服阀为研究对象，基于重载数字开关阀与伺服阀的效率计算模型，利用仿真软件分别建立伺服阀液压控制系统和重载数字开关阀液压控制系统仿真模型，模拟分析两个系统对八一信号曲线的跟踪状态，研究两个控制系统的阀瞬时效率和平均效率的变化规律，对比分析两种阀控制同一类型负载时的内泄漏损耗和阀口节流损耗。结果表明：以重载数字开关阀为控制核心的伺服液压系统比传统的伺服阀为控制核心的伺服液压系统具有明显的节能优势，其平均效率在有限工作周期内高出约30%。本研究为全液压重载综合转运系统中的同步举升系统研究提供基础理论数据，对基于重载数字开关伺服液压技术的多液压单元同步举升系统的开发具有一定指导意义。     

伺服阀科学使用的研究

分析伺服阀零位流量增益、零位压力增益、零位流量压力增益系数、零位内泄漏流量的重要作用,并利用伺服阀测试曲线说明阀芯、阀套锐边的磨损是导致伺服阀零位特性下降和零位内泄漏流量增加的主要原因。提出根据不同工况,将零位特性较差的伺服阀更换使用位置,不仅可以降低设备维护成本,同时可保障伺服液压系统性能和产品质量。     

基于伺服阀前蓄能器动态特性的轧机压下位置控制的实验研究

为实现轧机的高精度控制,提高产品加工质量,以轧机液压系统中伺服阀前蓄能器为研究对象,分析蓄能器动态特性对压下位置控制系统精度的影响。在实验轧机上,通过在伺服阀前更换不同公称容积蓄能器和改变蓄能器充气压力,定量分析其对液压压下位置控制系统的影响,最终确定该轧机伺服阀前蓄能器的最优参数,形成一套不局限于轧机液压系统的伺服阀前蓄能器的选型方法。     

阀控对称执行机构系统辨识及精度分析

针对阀控液压对称执行机构频率响应数据模型辨识问题,提出了一种功率谱估计闭环间接辨识方法,并分析了传感器分辨率、信号数据长度、窗函数、数据分段对辨识精度的影响。该方法首先使用改进的扫频信号对阀控液压对称执行机构进行扫频测试,然后对数据进行功率谱估计闭环间接辨识得到液压执行机构开环频率特性,最后对各种因素对辨识精度的影响进行了仿真分析。仿真结果表明:使用功率谱估计进行参数辨识时,传感器分辨率和精度越高、激励数据越长,使用hamming窗函数、2分段数据进行辨识信号前处理可得到更高的参数辨识精度。     

改进非线性自适应卡尔曼滤波器滤波效果分析

为解决机械系统特别是航空液压管路系统振动过程中存在诸多噪声干扰、难以保证对有效振动信号进行准确分析的问题,结合非线性自适应算法、最小二乘法及传统卡尔曼滤波器,设计改进非线性自适应卡尔曼滤波器。通过仿真,在模拟的振动信号中加入随机噪声,并且将滤波前后振动信号的时域图和频域图进行对比。通过实验数据进行滤波效果对比,验证非线性自适应卡尔曼滤波器滤波效果的优越性。     

基于DPCA的涡旋压缩机主轴故障信号调制特性研究

为了揭示涡旋压缩机的振动和噪声的机制与调制特性,通过搭建实验平台,模拟主轴磨损故障。利用信号解调方法对振动及噪声信号特性进行讨论,探究此类故障对涡旋压缩机的影响。通过与循环平稳分析方法对比,验证了基于时频分析与主成分分析(DPCA)的信号解调方法处理涡旋压缩机信号的优越性。利用DPCA方法提取涡旋压缩机的信号调制特征,讨论了不同工况下的信号特性及产生机制。结果表明：周期性变化的电磁力与压力增强了主成分中调制频率的幅值, x 和 y 方向的振动对噪声的变化起主导作用。     

TORSIONAL VIBRATION IN BLOOMING MILL DRIVE SYSTEM

初轧机主传动系统的扭振是造成部件破坏的主要原因.本文指出初轧机的扭振实质上可分为冲击扭振和自激扭振两大类.分析产生各种不同扭振的原因,提出了各种扭振时TAF值的计算方法,并对TAF值可能达到的水平做出预测.指出危险情况和预防原则.     

基于双自激振荡腔室磨粒流抛光的流体脉冲特性研究

目的 自激振荡脉冲磨粒流抛光方法主要应用于型腔零件内表面的抛光,为进一步增强抛光液的自激振荡脉冲特性,以提高抛光效率,提出一种基于双自激振荡腔室的磨粒流脉冲特性抛光方法.方法 利用串联的两个自激振荡腔体,对抛光液的流体脉冲特性进行二次放大,增强抛光液的峰值速度以及湍流动能.利用数值模拟分析双自激振荡腔室的脉冲特性,搭建...     

潜艇液压系统管路振动与噪声的分析控制

液压管路噪声是“安静型”潜艇噪声的一个重要来源,有效控制液压系统管路振动与噪声是潜艇实现安静化的重要环节.分析了潜艇液压系统管路振动与噪声产生的原因,并从机械和流体动力噪声两个源头入手,提出控制管路振动与噪声的方法,能较好地达到减振降噪的目的.     

基于优化VMD和BP神经网络液压管路故障诊断研究北大核心

针对航空发动机液压管路故障信号易受噪声干扰、管路故障诊断准确率不高等问题,提出基于优化变分模态分解和BP神经网络的故障诊断方法。利用遗传算法自适应确定变分模态分解K、α的最优参数,然后采用优化后的变分模态分解方法对航空液压管路的振动信号进行分解,最后将故障特征明显的故障分量输入BP神经网络模型中进行训练和分类。结果表明:提出的基于变分模态分解与BP神经网络的航空液压管路故障诊断方法能够精准识别出航空液压管路多种不同的故障状态。     

射流管式伺服阀前置级建模与仿真

利用Fluent软件进行射流管式伺服阀前置级的三维流场分析,获得射流管在不同偏转角度、不同入口压力、不同回油压力时的恢复压力;在Matlab中进行多元线性回归,拟合出恢复压力函数关系式;并在AMESet中建立前置级模型,将其导入AMESim中进行仿真测试,仿真结果与理论基本吻合。     

飞机机械传动系统实验室液压泵站噪声控制研究

系统分析实验室液压泵站噪声产生的机理,表明液压泵站噪声主要由机械振动、液压泵压力脉动和气穴引起。结合有关噪声控制理论与技术提出降低液压泵站噪声的措施,主要从提高液压泵的性能、提高设计与装配质量、对泵站加装隔声罩、改进管路的设计、加强维护检查等方面降低噪声。     

PIV射流管伺服阀啸叫问题的研究

射流管伺服阀在装调过程中会产生啸叫现象,导致伺服阀的弹簧管产生高频振荡,使得弹簧管迅速疲劳破裂,造成灾难性的事故.为解决此问题,利用Fluent对射流管伺服阀前置级进行流场分析,分析射流管伺服阀啸叫产生的机制;利用粒子成像测速技术(PIV)对射流管伺服阀前置级进行可视化试验验证,得到射流管伺服阀前置级内部流场的直观图像...