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连续回转电液伺服马达的结构分析和性能研究

张勤华  
【摘要】: 液压飞行姿态仿真转台在现代国防科技中具有十分重要的意义,电液伺服马达作为仿真转台的执行元件,其性能的好坏直接影响到仿真转台的性能。随着科技的发展,对仿真转台的技术水平、应用范围和使用要求不断提高,单纯采用摆动式电液伺服马达驱动的仿真转台已经不能满足要求,在此背景下,本文进行了仿真转台直接驱动式连续回转电液伺服马达结构设计及其控制系统的研究。 在查阅大量国内外有关文献的基础上,简要地回顾了仿真转台和电液伺服马达的发展概况及其关键技术,对比了各种连续回转动力式液压马达的特点,概述了电液位置伺服系统的应用及研究现状。 为了提高连续回转电液伺服马达的超低速性能,本文分析了影响马达超低速性能的主要因素,根据影响因素,对马达叶片压紧机构进行了局部的改进,设计了叶片顶廓的形状,既减小了叶片与定子之间的压力角,又保证了叶片的良好伸缩性,并根据实际情况对叶片根部弹簧进行了设计校核。建立了钢壳马达泄漏量的计算模型。 本文建立了钢壳连续回转马达的单通道电液位置伺服系统的数学模型,然后根据公式与经验求得各个参数值,建立了具体传统估计模型;另外根据灰箱辨识理论,参数辨识一个数学模型,最后将两模型进行比较。在辨识模型基础上,仿真研究了基于专家知识的在线变参数PID控制策略、输入信号微分前馈的复合控制策略以及摩擦转矩干扰补偿的控制策略,并将这些控制策略的效果进行比较研究。 本文制定了实验研究方案,编写改善控制软件。分别对铝壳连续回转电液伺服马达和钢壳连续回转电液伺服马达进行了实验研究,并对其低速性能进行了分析比较,得出钢壳马达的低速性能优于铝壳马达的结论,以及铝壳马达性能较差的可能原因。在此基础上对钢壳马达进行了泄漏实验研究,测得不同压差下的泄漏量,进而得到了泄漏系数值。


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