泵控直驱式线控制动单元的设计与分析

为简化传统汽车制动系统结构,更好地满足智能网联汽车对制动力快速调节的需求,提出了一种泵控直驱式线控制动单元,采用泵控直驱容积伺服技术,通过伺服电机直接驱动双向齿轮泵,实现对制动轮缸压力的控制和快速调节,消除阀控系统的节流损失,有效提升系统效率。在泵控直驱式线控制动单元参数设计及数学建模的基础上,试制了制动单元样机与性能测试平台,分析了轮缸压力变化的响应曲线以及跟随特性。仿真和试验结果证明了泵控直驱式线控制动单元的可行性,12 MPa压力阶跃响应时间为200 ms,系统具有良好的响应速度和稳定性,为线控制动技术提供了一种新的实施方案。

基于自抗扰控制的直驱电液伺服系统仿真研究

针对直驱式电液伺服系统中存在的非线性特性和外部扰动导致系统流量供给不平衡问题,基于自抗扰控制理论,提出一种基于三阶线性自抗扰控制的液压缸位置控制方法,实现直驱式电液伺服系统电机转速与液压缸位置的闭环控制。同时针对传统系统建模不精确导致控制效果差的问题,在理论分析的基础上,结合电液伺服系统的性能和实际工况,基于AMESim建立直驱式伺服液压系统仿真模型。通过建立AMESim和Simulink的联合仿真模型,验证控制器的有效性。结果表明:该控制策略可以有效消除由于流量供给不平衡导致的液压缸在换向运动时出现位移波动,液压缸位移的平均绝对百分比误差为4.4%,较好地实现位置跟踪。在外负载扰动的情况下,系统具有较强的抗干扰能力,从而保证系统的稳定性。

伺服直驱螺旋压力机在难变形金属精密锻造中的应用

随着航空工业发展,航空难变形金属锻造领域的要求越来越高,锻件的要求向高性能、轻量化、精密近净成型方向发展。伺服直驱螺旋压力机具有零传动、低噪声、高精度、能量无级调节等特点,为航空难变形金属精密锻造提供优于传统的解决方案。

新型直动式压电伺服阀

提出一种新型压电驱动单级电液伺服阀,其特点是可以提供比传统电磁式电液伺服阀更高的频宽与分辨率,而且结构紧凑、抗污染能力强。该阀采用大行程的压电叠堆(积层式压电驱动器)作为驱动元件直接驱动滑阀,通过基于弹性变形原理的弹性板机构,结合电阻应变式微位移传感器,实现机构及检测一体化。应用有限元法对弹性板机构进行分析优化,试制了直动式压电伺服阀样机并对样机进行了试验研究,得出该阀的频宽约为1kHz。新型伺服阀可以应用于振动试验台、疲劳试验台及需要快速反应的流体控制系统中,提高系统的响应特性。

直驱容积控制电液伺服系统模型与动态特性

为了研究直接驱动容积控制电液伺服系统动态响应特性不高的原因,分别建立直驱容控电液驱动系统的电机控制、液压动力机构和液压执行机构等子系统的力学模型,并建立直驱容控电液伺服作动器的数学模型.利用MATLAB软件对系统主要部件进行数值仿真分析.结果表明,系统动态特性不高的根本原因是泵控动力机构的动态特性不高.对系统各组成部件的动态特性进行了分析,并提出改进系统性能的措施与策略.

直驱式容积控制电液伺服系统及其在船舶舵机上的应用

介绍了直驱式容积控制电液伺服系统的组成、特点,并结合船舶舵机的应用背景,研制出了船舶舵机用的 直驱式容积控制电液伺服系统试验样机,并对系统进行了相关理论分析和试验研究。研究结果表明。直驱式 容积控制电液伺服系统作为船舶舵机的动力装置,其性能指标能够达到舵机的执行标准。与传统的液压舵机 的动力装置相比,这种新型的船舶舵机动力装置具有节能高教、操作与控制简单、小型集成化、可靠性高等诸 多优点,是一种有广泛应用前景的船舶舵机操舵装置。

基于液压微位移放大结构的新型压电陶瓷直接驱动阀设计及仿真

研制一种基于液压微位移放大结构的压电陶瓷直接驱动伺服阀,实现大流量高频响的要求。针对压电陶瓷输出力大但输出位移小的特点,设计出一种新型的液压微位移放大结构,由柔性铰链膜片式大活塞、密闭容腔、小活塞及压力调节和测量装置构成。采用叠堆式压电陶瓷驱动大活塞,改变密闭容腔内油液的体积形态,放大小活塞端输出位移,驱动滑阀阀芯运动。大活塞采用膜片结构,降低压电陶瓷叠堆的负载,提高密封性能。针对刚性膜片刚度和强度矛盾的问题,设计柔性铰链膜片,对该膜片结构的刚度进行理论分析和数值计算验证。应用有限元方法对结构及各参数进行优化设计,并对最终结构进行刚度和强度分析。基于试制原理样机参数,建模仿真表明液压位移放大倍数9倍,阀芯位置控制误差小于1%。频宽超过550 Hz。试验测得流量曲线,7 MPa压力下,控制流量达到17 L/min。

泵直接传动式锻造液压机计算机控制

介绍了泵直接传动的锻造液压机工作原理 ,对其采用现场控制网络的体系结构和计算机控制系统进行了描述 ,并对其控制原理。

直驱式电液伺服系统压力流量复合控制

为实现直驱式电液伺服系统优化的压力流量复合控制,建立了直驱式电液伺服系统流量和压力控制的数学模型。提出基于压力差切换参数的恒压力限流量控制方式。并在此基础上对压力流量切换控制方式进行修正。这种复合控制在满足系统稳定性的前提下,极大地提高了系统响应特性。实验结果表明,通过合理的积分及死区调节,两种控制方式均可使压力流量平稳切换,系统对执行机构及负载参数变化的敏感性降低,系统响应性能得到提高。这些结果证实所提出方法的效果。

潜艇操舵系统噪声综述

操舵系统噪声是潜艇隐身工况下的主要噪声源之一。首先结合操舵系统构成,从舵叶、传动装置以及舵液压系统3个方面,梳理各组件噪声源,提出减振降噪设计措施。然后,从使用维护角度给出低噪声操纵的使用建议。舵液压系统是操舵系统的驱动设备,也是主要噪声源,将舵液压系统噪声源按照运行稳态和瞬态工况划分为6大类,重点分析噪声作用机理及其控制措施。最后,指出基于直驱式伺服控制原理的新型电液操舵装置是未来发展趋势。

直驱式容积控制电液伺服系统及其发展现状

常规液压机存在能源利用率不高、系统复杂、可靠性差等问题。为了解决上述问题,先后出现了泵排量控制系统和泵转速控制系统(直驱式容积控制电液伺服系统)。介绍直驱式容积控制电液伺服系统的组成、原理、特点、动态性能和控制方法,对直驱式容积控制电液伺服系统国内外研究和应用现状进行综述,并讨论这种系统的发展趋势。

直驱泵控电液伺服泄露补偿保压方法研究

为解决传统阀控或变量泵保压系统在工程应用中因温升高、结构复杂而带来的对油液污染敏感、保压精度差、效率低等问题,在分析永磁同步交流伺服电机调速性能和效率的基础上,结合齿轮泵结构简单、可靠性高的特点,提出了一种直驱泵控电液伺服泄漏补偿保压方法。系统保压时,根据流量连续性方程,使齿轮泵输出流量仅补偿回转液压缸泄漏量。该系统较传统保压系统结构简单、可靠性高且实现了节能。通过齿轮泵实际流量实验以及回转液压缸泄漏实验得到齿轮泵转速和系统保压压力之间的数学关系,建立系统保压数学模型,通过系统阶跃响应实验分析了该系统的动态性能。实验结果表明,该系统的输出能很好地跟随输入,满足系统保压性能要求。

泵阀协调控制电动静液作动器方案分析

针对典型的EHA(Electro-Hydrostatic Actuator)系统存在的频响较低的问题,为了兼顾作动系统的效率和频响,将控制阀引入了EHA系统,提出了3种泵阀协调控制的EHA方案,分别是:采用EHSV(Electro-Hydraulic Servo Valve)的EHA系统,采用DDV(DirectDrive Valve)的EHA系统以及采用TPCV(Total Pressure Control Valve)的EHA系统.阐述了这3种方案的系统组成及工作原理,采用AMESim对这3种方案及典型的EHA进行了仿真对比分析.从仿真结果可以看出:泵阀协调控制的EHA系统可以大大提高系统的频响,同时还具有较高的效率.作为3种过渡方案,将对目前机载电动静液作动系统的研制具有实际指导意义.

基于AMESim-MATLAB联合仿真的双泵直驱电液伺服系统压力控制

针对直驱式电液伺服系统受定量泵最低转速,不能反转的限制以及动态响应较慢,不能实现较低压力控制的情况,提出一种双泵直驱电液伺服系统。由于人工整定PID参数较为困难、效率较低,并且粒子群算法(PSO)具有收敛速度快、参数设置少等优点,故采用PSO对PID控制器进行参数优化。将粒子群算法优化的PID控制器应用于双泵直驱电液伺服系统的压力控制,通过AMESim和MATLAB的联合仿真实验,结果表明PSO-PID控制的双泵直驱电液伺服系统动态特性好,抗干扰能力强,能够实现较低的压力控制。

泵控伺服液压机节能分析

以交流伺服电机和定量泵的可控油源组成新型泵控伺服液压机,它不但具有高的工作性能,而且可以明显减少能耗。本文分析了泵控伺服液压机的主要节能环节:容积调速、待机停止。以板材拉深为例,进行了普通液压机和伺服液压机能耗对比分析,新型伺服液压机具有显著节能效果,较普通液压机节能26.54%。

基于李雅普诺夫直接法的电液伺服系统控制

针对一类常见的电液伺服系统模型,提出了一种基于李雅普诺夫(Lyapunov)直接法的位置跟踪控制方法。为此类系统构造了一种形式简单的Lyapunov函数,并给出了确定其相关参数及求取控制律的具体方法,从而确保了整个系统的渐近稳定,适用于所有数学模型具有此类形式的电液伺服系统。以超低速锻造液压系统为例,应用该方法成功构造出了Lya-punov函数,并得到了使系统渐近稳定的控制律。仿真结果证实了本文方法的有效性。

回转头压力机交流伺服直驱方式的研究

随着电机调速与伺服控制方式、电机技术等的飞速发展,交流伺服直驱控制技术得到广泛应用。本文分析了目前直线电机直接驱动式、伺服电机直接与曲柄相连式、伺服电机通过减速器与曲柄肘杆等机构相连式、双伺服电机驱动丝杠螺母机构4种不同的交流伺服直驱传动方式的工作原理、输出特性以及用于回转头压力机中的优缺点。获得了交流伺服电机的转速、最大扭矩、当量负载扭矩、连续过载时间等主要技术参数选取的合理方式,并建立了相应的计算公式。

直接驱动式电液伺服阀研究进展

针对发展高端电液伺服阀技术已成为航空航天及舰船领域的研究热点的现状,本文以直接驱动式电液伺服阀为对象,介绍了直接驱动式电液伺服阀的历史概况。从阀的结构原理出发,着重论述了阀的结构改进、电-机械转换装置变换等的研究进展。对应用于直驱阀上的不同新型材料,从功能原理到基本特性进行了系统分析。其中,PZT材料的响应速度较快,可达10μs;GMM材料的能量转换效率较高,可达80%;MSMA材料宏观应变较高,可达10%。直驱阀在极端温度环境下的性能改善、冲蚀磨损特性分析及其数字化、智能化设计将成为未来的重点发展方向。

船用操舵系统低噪声设计及特性分析

舰船液压系统噪声大,严重影响船员生活。本文结合船用操舵系统,提出直驱式电液伺服系统架构设计,进行系统元件低噪声分析和选型。指出系统噪声源主要来自于液体噪声,并重点针对液压流体冲击噪声进行仿真分析。最后结合噪声源分析和仿真分析,给出进一步降噪设计建议。

交流伺服电机直驱液压机传动系统研究综述

交流伺服电机直驱液压机相比传统液压机,具有低速锻冲、快速空程向下及快速回程的特点,其交流伺服电机直驱的传动方式可有效减少滑块上行和下行的时间,大大提高液压机工作速度。介绍了国内外交流伺服电机直驱液压机传动系统的研究现状,提出了一种无油泵交流伺服电机直驱新型液压机传动方式,介绍了该新型液压机传动系统的构成及工作原理,并提出了研制该无油泵交流伺服电机直驱新型液压机所需要解决的科学问题。