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《重庆大学》 2010年
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扭转振动/疲劳试验机液压传动及控制系统研究

王本术  
【摘要】: 扭转振动/疲劳试验机能对弹性轴类零件(例如弹性联轴器)进行静态、动态试验和扭转疲劳试验,是研究弹性轴类零件性能的重要试验设备,被广泛应用于船舶、汽车、航空航天等工业部门及大专院校、科研院所的相关实验室,对研究新材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。 本课题的研究基于一个30kN·m扭转振动/疲劳试验机的研发项目。研究目的是设计出扭转振动/疲劳试验机的动力源,即设计出试验机液压伺服系统,为拉压和扭转试验提供轴向进给力。液压伺服系统是试验机的重要组成部分,是决定试验性能和精度的重要因素。在设计试验机液压伺服系统时,除了满足静态设计指标外,还需要具有较好的动态性能。另外在使用试验机对弹性轴类零件进行静、动态和扭振疲劳试验时,由于试件、试验条件和系统工况的不同,部分系统参数会在一定范围内变化,因此需要分析参数变化对控制系统的影响,为试验机控制算法的设计提供理论依据。 论文以试验机液压伺服系统为研究对象,根据系统技术要求,设计了液压系统回路,对液压动力机构进行了优化设计,使液压动力机构输出特性与负载特性达到最佳匹配,计算各元件主要参数并选型;建立了试验机角度和扭矩控制系统的数学模型,在MATLAB/Simulink下分别对两种控制系统进行了动态仿真,分析了系统主要变参数对控制系统的影响和系统频宽,并对扭矩控制系统进行了校正;在AMESim下建立了试验机控制系统的物理模型并增加非线性因素,对控制系统进行了仿真,分析了系统主要变参数对控制系统的影响和系统频宽,并对扭矩控制系统进行了校正,同时通过对比在两种软件下的仿真结果,验证了控制系统的数学模型。仿真结果表明,在角度控制系统中,伺服放大器增益是影响系统性能的最主要因素。在扭矩控制系统中,伺服放大器增益和负载扭转刚度是影响控制系统性能的最主要因素;参数变化时,在AMESim仿真中的系统幅值图的变化趋势与在MATLAB下的仿真结果相同,控制系统的数学模型能较好的表达系统的特性。同参数下,在AMESim中的系统频宽低于MATLAB仿真时的系统频宽;角度控制系统能满足系统频宽要求,扭矩控制系统的稳定性性较差,频宽不能满足系统技术要求,经过校正后的扭矩控制系统能满足系统频宽要求;设计的液压伺服系统能达到系统的静态指标和满足系统频宽要求。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH87

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【共引文献】
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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2 张健;异步电动机全数字式矢量控制系统设计与仿真[D];辽宁工程技术大学;2001年
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6 房猛;盾构推进机构电液控制系统的研究[D];浙江大学;2003年
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8 赵凯;电液恒功率变量控制径向柱塞泵[D];兰州理工大学;2003年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 曹玥;基于大脑情感学习的液压伺服控制系统研究[D];江西理工大学;2011年
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