双磁致伸缩轴向柱塞泵驱动的电静液作动器的实验研究

为充分利用磁致伸缩材料的高频微位移特性,设计了一种基于主动阀配流的轴向双磁致伸缩泵驱动的电静液作动器(Dual Magnetostrictive Axial Plunger Pumps-based Electro-hydrostatic Actuator,DMAEHA)。磁致伸缩泵为整个作动系统提供驱动能源,由磁致伸缩材料驱动活塞实现吸、排油,具有高频、微流量的特性。设计了一种新型的主动配流阀,将磁致伸缩泵在高频下的吸入和排出的微量油液进行整流,进而获得大的流量输出,通过控制可以实现作动器的双向连续位移输出。实验结果表明:在驱动频率为180 Hz时,空载、300 N载荷条件下,作动器最大输出流量分别为2.7 L·min~(-1)与1.1 L·min~(-1)。     

磁致伸缩轴向双柱塞泵驱动作动器特性研究

设计了一种磁致伸缩轴向双柱塞泵驱动的作动器,并提出了一种新型的主动配流阀,以双磁致伸缩泵为核心动力元件,组成电静液作动系统,实现了作动器的双向连续位移输出.通过建立作动器系统各部分的数学模型,从原理上分析作动器的输出特性.搭建实验平台测试并验证了作动器在相同转速不同相位角下的流量输出特性.通过数学模型与实验的对比,预测了在不同管路长度下作动器的输出特性变化规律.实验结果表明,在驱动频率180 Hz下,最大输出流量可达2.7 L/min.     

比例电磁式主动吸振器的设计方法研究

以电磁铁为作动器,开展了电磁式主动吸振器设计方法的研究。对主动吸振器电磁作动器进行了设计研究,针对基于E型电磁作动器的主动吸振器具有非对称驱动力的问题,设计了一种具有盘形磁极面的比例电磁作动器。采用有限元和试验验证的方法,对电磁作动器在不同磁极面结构参数组合下的电磁力进行了正交仿真计算和验证,以在一定的动铁心位移范围内电磁力波动最小为目标,获得了最优组合的磁极面结构参数。对主动吸振器动质量的动态位移进行了计算分析,并基于主动吸振器的工作频带和目标驱动力,设计了动铁心的静平衡位置。计算了主动吸振器设计刚度值,并分析了刚度参数对吸振器电磁力特性的影响。最后,结合理论计算和试验验证的方法,分析了比例电磁式主动吸振器近似对称的驱动力特性。     

非接触式主配压阀位移测量装置研究及应用

该文介绍了主配压阀位移测量在水轮机调速系统中的重要作用,分析了主配压阀的控制原理,提出了一种非接触式主配压阀位移测量装置,并对其结构形式及功能进行了介绍。该装置的研究可有效减少震动影响、消除磨损、方便安装,为同类产品的设计提供参考。     

基于增量式数字阀的液压作动器设计及控制策略研究

该文针对传统的数字液压作动器机械反馈形式的频响低、无法自动调节增益等问题,设计了一种基于增量式数字阀的数字液压作动器,通过其核心元件DSP对步进电机进行控制,以实现数字阀阀芯开度的精确控制。从而实现对液压执行机构的精确位移控制;并利用安装在液压作动器上的光电编码器进行闭环位置反馈,从而进一步提高控制精度和频响特性。     

水轮机调速器电液随动系统的研究

介绍了一种适合于水轮机调速器中使用的主配压阀-旋转配压阀,建立了旋转配压阀-接力器动力系统的非线性数学模型。并设计了一个传统的PID控制器,对调速器电液随动系统在三种负载条件下的阶跃响应进行了仿真研究。     

机电作动器系统设计及动态特性研究

针对舰艇上现有的液压作动器系统体积较大,安装、维护比较复杂的问题,设计一套机电作动器系统,以取代液压作动器系统。首先进行机电作动器系统方案的设计,根据所需推力及寿命要求,合理设计电动缸的结构。建立机电作动器的AMESim模型,仿真分析其跟踪性能以及刚度对跟踪性能的影响,并从实验的角度分析研究它的动态特性。通过与液压作动器进行对比,发现机电作动器不但结构简单紧凑,体积小,而且动态性能明显优于液压作动器。     

一种电磁主动悬架用直线作动器控制系统设计与试验

近来能同时改善汽车驾乘平顺性和稳定性的主动悬架技术受到越来越多人的关注，研究学者们致力于研究主动悬架的上层控制策略，而对作动器实际输出主动力的伺服控制却研究较少。为了能精准稳定的输出理想主动力，对一种电磁主动悬架中的直线作动器进行了建模分析，给出了该直线作动器的控制系统方案，搭建了基于DSP的直线作动器软硬件控制系统。对所设计的控制系统进行了试验，试验结果表明该系统具有较快响应速度，信号跟踪精度误差小于2.1%，稳态标准差不超过0.6%，可满足主动悬架对主动力的输出要求。     

基于直线电机的数控恒流柱塞泵设计

本文创新设计了一种由直线电机驱动做直线位移运动的数控单双级恒流柱塞泵,介绍了其工作原理和技术特性,并把数控旋转通断阀应用在双级恒流柱塞组合泵中,便于动态智能控制,实现了数控调速。     

磁致伸缩径向双柱塞泵驱动作动器流量特性分析

研究了主动阀结构及尺寸等对作动器流量特性的影响:对作动器的结构及工作原理进行了介绍与分析;在MATLAB/Simulink中建立了作动器整体数学模型,通过仿真得到了不同驱动频率下作动器输出流量与驱动信号相位角间的关系,并与相应的实验结果相对比,验证了模型的准确性;仿真模拟了主动阀阀芯不同的沟槽深度以及沟槽数(包括相同阀...     

DDA作动筒抖动现象的研究

以某型直接驱动式作动器(DDA)为研究平台,针对其试验过程中作动筒出现的抖动现象进行分析并探究原因,同时提出相应的改进措施以解决抖动问题。经过理论分析与AMESim仿真分析,得出作动筒抖动的原因是DDV含有非线性环节。主要在提升电动机输出力、改变配流阀开口方式、提高线圈电阻并增大电气前向增益方面提出改进措施,试验结果表明作动筒无抖动现象。     

高频响应悬臂梁单向阀动态特性研究

单向阀动态性能是影响磁致伸缩电液作动器中核心部件磁致伸缩泵输出性能的因素之一。已应用于磁致伸缩泵配流的悬臂梁单向阀在使用过程中出现随着启闭频率上升而响应性能下降问题,通过理论分析,提出了一种高频响应双瓣式悬臂梁单向阀,对已有和提出的单向阀进行动态响应分析。通过流固耦合在阀两端输入幅值为60 kPa的正弦压差,对比分析了已有和提出的两种单向阀的响应性。结果表明：随着输入压差信号频率的增加,已有单瓣式悬臂梁单向阀出现了响应滞后和阀口不能关闭的情况,阀口未关闭位移随频率的增大而增大,输入频率每增加100 Hz,阀口不闭合位移增加2.1%;双瓣式悬臂梁单向阀在相同结构参数下频率响应和阀口关闭情况都优于单瓣式单向阀,输入频率每增加100 Hz,阀口不闭合位移增加1%,减少了阀口回流,阀的高频响应优点可以适应磁致伸缩材料高频宽的特点。为高性能智能电液作动器的发展提供支持。     

往复柱塞泵转套式配流系统的结构原理

往复柱塞泵用途广用量大,但在用的电磁开关阀或单向阀配流系统结构松散、压力损失大、成本高、容积效率受工作频率影响大。本文首先提出了将往复直线运动转化为单向旋转运动的直动主动杆圆柱导槽凸轮机构,进而形成往复柱塞泵转套式配流系统的结构原理,利用柱塞的往复运动驱动配流套单向转动,实现配流功能,克服了阀式配流系统的诸多弊端。给出了凸轮槽型线和各主要结构件中心角的设计要求,为转套式配流系统的进一步设计研究提供了依据。     

微重力主动隔振系统电磁作动器设计与仿真

为满足空间科学实验载荷对微重力环境的要求,需应用隔振系统对实验载荷进行振动抑制。由于被动隔振仅在特定频率范围有效,低频振动抑制必须采用主动隔振手段。在主动隔振的若干种作动器中,电磁作动器以电气传动、非接触、响应速度快和允许偏移大等特点适用于微重力主动隔振系统。本文设计了一种基于洛伦兹力原理的电磁作动器,并利用有限元软件ANSYS Workbench对作动器特性进行仿真,了解作用力与电流和位移的关系。     

磁致伸缩材料驱动的电静液作动器设计方法及性能研究

M-EHA(Magnetostrictive electro hydrostatic actuator)是以GMM材料为驱动元件的一种适用于多应用场合的电静液作动器,其性能影响因素较多,理论分析较复杂.为能够对时间域下作动器的动态输出位移进行研究,提出了一种新型的M-EHA的设计方法并研制了原理样机;针对作动器试验测试过程中所涉及的相关要求,对作动器相关结构进行了优化设计,搭建了实验平台;提出了一种新型的簧片阀腔体结构,能够有效提高整个阀门性能;设计了一种球头螺栓式预应力施加装置,既保护了驱动单元,又能够测试M-EHA在不同预应力下的输出性能;在不同工作频率下对M-EHA的输出位移特性进行了试验研究,在不同的偏置压力下对作动器的输出速度特性进行了试验研究.     

高速列车主动悬架超磁致伸缩作动器的设计及性能仿真分析

近年来我国轨道交通技术高速发展,高速列车的运行速度也不断提高,但由于轨道不平顺、车体轻量化设计、会车及通过隧道等原因导致车体振动加剧问题愈加突出,采用作动器提供主动控制力以抵消车体振动的主动悬架系统可极大程度地提高车辆的安全性和舒适性,故将作动器应用于高速列车主动悬架符合列车减振要求和发展方向。为此,文中结合高速列车主动悬架对减振作动器的要求,设计了一种高速列车主动悬架超磁致伸缩作动器,采用TX定向超磁致伸缩材料（GMM）及液压式位移放大机构二者相结合的方式,保证列车减振所需的输出位移和输出力,借助COMSOL软件确定了关键部件的参数,采用MATLAB软件搭建模型进行了性能仿真分析,并搭建基于LABVIEW的超磁致伸缩作动器试验台进行了验证。     

电液振动试验台控制系统设计

采用工控机和PLC联合控制的方案,利用电液伺服技术开发了一种振动试验台。PLC采用闭环控制的方式,根据实时反馈的位移数据调整给伺服阀的控制信号,实现伺服作动器理想的正弦振动响应。工控机在振动过程中与PLC通信,下发控制参数,实时显示力、位移数据变化曲线,存储振动反馈数据,并在试验结束后对其进行分析处理,从而实现了弹性橡胶元件的动刚度检测。     

车辆液压主动悬架系统的设计与性能研究

基于混合控制策略,提出了一种液压主动悬架作动器;对混合控制策略进行理论分析,并建立混合控制策略和液压作动器的传递函数,分析液压系统控制力的实现过程;依据1/4车辆模型选取和设计液压元件;在AMESim软件中对液压系统的减振性能进行分析,并对液压主动作动器进行试制与试验。仿真与试验结果均证明设计的液压系统合理,能够满足主动减振的要求,为国内自主研发液压主动悬架提供了一定的参考价值。     

汽车动力总成主动悬置系统力跟踪控制研究

以提高汽车动力总成主动悬置系统隔振性能为目的,对其悬置部分和作动器控制电路分别设计控制器进行力跟踪控制研究。主动悬置系统控制结构由外环悬置控制器和内环作动器电路控制器两部分组成,外环悬置控制器根据汽车工况和行驶路况计算最优控制力,内环电路控制器反映作动器动态特性,并对外环悬置控制器产生的最优控制力进行跟踪。结果表明:相比于被动悬置,采用内外双环控制的主动悬置系统能够有效改善动力总成NVH性能,并且内环电路控制器能够较好跟踪外环悬置控制计算的最优控制力。     

基于双磁致伸缩材料棒的电动静液执行机构技术研究

研究并提出了一种基于双磁致伸缩材料棒的新型电动静液压执行机构。通过流体整流,主动旋转整流阀将磁致伸缩材料棒的高频振动位移转换成液压缸的连续、平滑的双向运动,并对此进行了仿真。结果表明,基于双磁致伸缩材料棒的电动静液压致动器的最大流速约为基于单磁致伸缩材料棒的电动静液压致动器的2倍,工作频率从110 Hz增加到150 Hz。