| 【中文题名】 | 脉宽调制式电液伺服系统的研究 |
| 【英文题名】 | Research of Electronic-Hydraulic Servo System Based on PWM Control |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | PWM,电液伺服系统,液压仿真,电磁铁仿真,, |
| 【英关键词】 | PWM,Electronic-Hydraulic Servo System,hydraulic simulation,magnetic simulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>一般自动化系统>流体系统 |
| 【论文摘要】 |
本文以钢带纠偏系统为实际参考模型，运用现代理论并结合仿真技术，研究了脉宽调制式电液伺服系统。在此基础上，进行了仿真研究与试验，提出了有关数字阀电磁铁结构优化和电液系统性能改进的措施。
对脉宽调制式电液伺服系统中所使用的高速开关数字阀进行了研究，由于数字阀对电磁推力有一定要求，在传统电磁阀的电磁铁基础上进行了设计改进，并通过有限元仿真分析对电磁铁结构作了优化。对PWM控制的电液系统进行了理论研究，并以钢带纠偏系统为实际模型，对数字控制的电液系统进行了仿真分析，研究了一些控制参数如PWM控制信号占空比、脉冲信号频率、数字阀电磁铁推力与纠偏精度之间的关系。
PWM信号占空比过大或过小，都将影响钢带纠偏系统的纠偏精度，甚至引起执行机构的误操作；纠偏精度在一定范围内随PWM控制信号脉冲频率增大而提高，但随着控制信号脉冲频率增加，系统响应特性明显改善，但过高的频率也带来了问题，由于每个PWM信号周期内的流量过小，使得系统响应时间增大；纠偏系统对数字阀电磁铁的推力有一定要求，系统的油压越大，所需电磁推力也相应增大，但超过动作所需推力的临界值之后，电磁铁推力的增加对系统纠偏精度的提高没有明显效果。
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| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-7 |
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第1章 绪论 |
7-14 |
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1.1 选题的背景、目的和意义 |
7-9 |
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1.2 国内外主要控制技术及发展 |
9-12 |
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1.2.1 连续系统控制 |
10 |
|
1.2.2 非连续系统控制 |
10-12 |
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1.3 课题提出及其研究意义 |
12-14 |
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第2章 高速开关数字阀的研究 |
14-26 |
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2.1 数字阀概述 |
14-16 |
|
2.1.1 数字阀的分类 |
14-16 |
|
2.1.2 高速开关数字阀结构设计 |
16 |
|
2.2 有限元法在电磁铁磁场分析中的应用 |
16-21 |
|
2.2.1 电磁场分布边值问题的求解技术 |
17-18 |
|
2.2.2 电磁场分布边值问题的数值计算技术 |
18 |
|
2.2.3 电磁力计算的数值基础 |
18-20 |
|
2.2.4 麦克斯韦张量法 |
20-21 |
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2.3 基于有限元的电磁场分析 |
21-26 |
|
2.3.1 数字阀电磁铁的参数设置 |
21-22 |
|
2.3.2 数字阀电磁铁的有限元模型 |
22-23 |
|
2.3.3 电磁铁磁场分析结果 |
23-26 |
|
第3章 PWM式钢带纠偏电液伺服系统 |
26-36 |
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3.1 PWM式纠偏系统原理 |
26-28 |
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3.2 PWM式电液伺服控制原理 |
28-32 |
|
3.3 PWM式钢带纠偏电液伺服系统的设计 |
32-33 |
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3.4 电气原理图 |
33-34 |
|
3.5 钢带纠偏电液伺服系统控制策略的优化 |
34-36 |
|
第4章 液压系统仿真研究 |
36-49 |
|
4.1 液压仿真概述 |
36-38 |
|
4.2 钢带纠偏电液伺服系统的数学模型基础 |
38-44 |
|
4.2.1 液压泵的数学模型 |
38-39 |
|
4.2.2 液压缸的数学模型 |
39-41 |
|
4.2.3 溢流阀的数学模型 |
41-42 |
|
4.2.4 数字阀的数学模型 |
42-44 |
|
4.3 钢带纠偏数字式电液伺服系统仿真 |
44-47 |
|
4.3.1 钢带纠偏数字式电液伺服系统的仿真模型 |
44-45 |
|
4.3.2 PWM控制信号占空比对系统性能的影响 |
45-46 |
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4.3.3 PWM控制信号脉冲频率对系统性能的影响 |
46-47 |
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4.3.4 数字阀电磁铁推力大小对系统性能的影响 |
47 |
|
4.4 仿真结论 |
47-49 |
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第5章 试验研究 |
49-53 |
|
5.1 钢带纠偏系统试验台架 |
49 |
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5.2 试验所得的性能指标 |
49-50 |
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5.3 试验结果 |
50-51 |
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5.4 数字式电液伺服系统与传统的摸拟式电液系统的主要参数对比 |
51-53 |
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第6章 结论与展望 |
53-54 |
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参考文献 |
54-58 |
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致谢 |
58-59 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
59 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385505 |
