收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深海电液比例液压源关键技术及工作特性研究

曹学鹏  
【摘要】:随着海洋开发活动的日益深入,人类涉海行为已从浅海逐渐走向深海。因深海具有高压、低温、腐蚀等极端环境条件,使得深海作业装备面临极大的挑战。液压源作为相关装备的动力源和“心脏”,对系统整体性能和可靠性有着巨大的影响。目前,与国外先进水平相比,我国深海液压源发展水平较低,多采用定量控制,系统效率低,参数难实现连续远距离控制,产品互换性低,装置环境适应性差,既缺乏深海通用技术,又无专用的标准化和系列化液压源产品。 本文以深海电液比例液压源为研究对象,通过总体方案的设计、关键技术的解决、深海控制特性的研究及深海模拟舱下的性能测试,研制出一套适用于深海3000m范围内的比例液压源样机,主要研究内容如下: 1.针对深海环境的影响,制定出液压源的总体研究方案和实施流程,并完成了整体布局的设计。通过对系统进行分解,提出了论文的主要研究内容,为研究工作的顺利展开,进行了相关理论知识和实验装置的探讨。 2.采用液压部件内浸油箱的方式适应海水环境,使用皮囊式补偿器补偿储油箱内的体积变化,实现箱内外压力自平衡。分析了储油器系统的静、动态补偿特点,重点对结构参数变化时的动态补偿特性进行了研究,提出了储油器系统不失稳的压力动态补偿设计准则,并通过试验验证了该准则的有效性;通过对环境压力下液压泵压力检测特点的分析,提出了基于双压力传感器的压力自适应检测技术,以消除叠加海水压力的不利影响。通过水下压力自适应检测原理、设计方法和实现过程的研究,完成了相应工程样机的开发及实验测试,结果表明样机的环境压力适应性好,可满足液压泵的压力控制要求。通过应用有限元工具优化设计容腔的结构参数,分析电气耐压容腔的抗压性能,开发出满足深海3000m下强度要求的轻质耐压壳体。 3.通过分析深海环境下油液介质特性的变化,引入液压油有效体积弹性模量(压缩性)和粘度变化的动态表达式,建立了比例压力阀的传递函数及静态特性方程,对深海环境因素、润滑状态、阀结构参数对其控制特性的影响进行了研究。基于深海工况的变环境特征,考虑油液特性的变化,应用线性变参数原理,建立了比例变量泵系统的线性变参数模型,通过仿真分析得到了液压泵系统在变参数有界闭集内的控制特性及变化趋势。分析结果表明,随着环境压力的增大,工作温度的减小,泵的动态响应性能变慢,而输出稳态值基本不变,与实验结果相吻合,同时说明采用高品质低粘度工作介质、低粘性阻尼系统和变增益调节等方法有利于深海下液压源工作性能的稳定。 4.通过对压力平衡储油器、自适应压力检测装置、耐压容腔的耐高压性能测试,验证了相关部件的压力适应性。通过比例压力阀在模拟舱下的试验,分析了其抗压性能、控制特性及动态响应性能。通过电液比例变量泵模拟舱下的耐压耐久性试验、稳态控制特性试验、动态性能测试及频率响应试验,得到了其在不同环境压力下性能特性及变化趋势。对电液比例液压源进行的系统集成和调试,表明整体工作平稳、系统输出的响应快、跟随性好。各部件和系统的实验结果验证了理论分析结论的合理性,研制的比例液压源可较好地适用于深海3000m环境。 论文所提出的储油器系统压力动态补偿设计准则、压力自适应检测技术、深海比例变量泵的研究方法及系统集成和实验方案为深海液压源系统的开发奠定了良好的理论和技术基础基础,为深海探测装备液压系统的整体设计提供了一定的应用研究依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高为革;电液比例控制加载机械闭式变速器试验台[J];汽车科技;1994年01期
2 宫文斌,刘昕晖,孙延伟;电液比例PWM控制方法[J];吉林大学学报(工学版);2003年03期
3 荆琴,杨国来;注塑机用电液比例径向柱塞泵控制系统的研究[J];机床与液压;2005年02期
4 杨征瑞,卢俊明,南海鹏;数字式电液比例技术在新型电液调速器研制中的应用[J];陕西水力发电;1997年03期
5 郑华文,吴张永,杨灏泉,袁子荣;木材热压机电液比例控制技术应用研究[J];重庆工业高等专科学校学报;1999年Z1期
6 陈小俭,吴张永,刘海昌;电铅堆垛液压系统的仿真与PID校正[J];现代机械;2004年06期
7 荆琴,杨国来;电液比例径向柱塞泵控制系统用在注塑机上的节能效果分析[J];液压与气动;2004年10期
8 李静荣;电液比例恒压变量柱塞泵及其应用[J];液压与气动;2000年05期
9 许益民;卷取机液压系统的分析与改进[J];液压与气动;2004年08期
10 黄德欢;吴根茂;路甬祥;邱敏秀;;电液比例恒压变量轴向柱塞泵的开发研究[J];机床与液压;1987年05期
11 范益群;BGSP通用仿真软件及用例[J];机床与液压;1995年02期
12 罗安,杨小兵;自适应电液比例伺服位置系统的研究[J];计算技术与自动化;1995年03期
13 黎启柏,张升义;数控式大死区电液比例方向阀闭环位置控制系统特性研究[J];液压与气动;2002年07期
14 高为革;电液比例控制加载机械闭式变速器试验台[J];液压与气动;1994年04期
15 刘子金,王振丰,井其作,赵宏学;高空作业车作业平台电液比例自动调平机构[J];建筑机械化;1996年05期
16 ;新型电液比例负载敏感变量径向柱塞泵通过鉴定[J];军民两用技术与产品;2001年01期
17 黄德欢;电液比例恒压变量泵静动态特性的仿真分析研究[J];组合机床与自动化加工技术;1989年11期
18 杨征瑞,卢俊明;全数字式电液调速器中的电液比例随动系统的研究与设计[J];液压与气动;1997年04期
19 姚磊;金侠杰;邢科礼;张国贤;;基于FPGA电液比例控制器的设计[J];液压气动与密封;2008年06期
20 连添达;;制冷装置电液比例执行阀件系统的试验研究[J];天津商学院学报;1987年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑华文;唐向阳;屠传杰;;电液比例控制复合变量泵系统[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
2 吴张永;黄太祥;钱强;袁锐波;;电解阳极板铣耳机电液比例伺服控制系统设计[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
3 姚磊;金侠杰;邢科礼;张国贤;;基于FPGA的电液比例控制器的设计[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
4 安高成;陈双桥;付永领;王明智;;基于排量控制的电液比例恒压变量数字控制径向柱塞泵的研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
5 郭振兴;房建东;房彦伟;;电液比例位置系统模糊自整定PID控制器设计[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
6 芮丰;王金利;邱士浩;罗庆吉;;液压支架试验台升降装置四缸同步系统的研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
7 黎启柏;张升义;;数控式大死区电液比例方向阀闭环位置控制系统特性研究[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2002年
8 施江天;罗士军;徐杰;付玉林;;特种车辆救援机械手电液伺服控制系统仿真[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
9 吴向阳;林艺;;一种非完全刚性平台的特种车辆电液调平方法[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
10 王金利;芮丰;罗庆吉;董立振;;20MN液压支架试验台同步控制系统的设计[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹学鹏;深海电液比例液压源关键技术及工作特性研究[D];西南交通大学;2011年
2 郑俊华;JDD-100型城市地质调查钻机电液比例自动钻进系统研究[D];吉林大学;2009年
3 王国志;电液比例轴向变量柱塞泵的特性研究[D];西南交通大学;2009年
4 朱玉川;某箱式多管火箭炮快速装填与高精度自动操瞄系统研究[D];南京理工大学;2007年
5 林勇刚;大型风力机变桨距控制技术研究[D];浙江大学;2005年
6 沈嵘枫;林木联合采育机执行机构与液压系统研究[D];北京林业大学;2010年
7 聂勇;新型可编程电液比例控制器关键技术研究[D];浙江大学;2010年
8 姬孝斌;中速磨煤机电液比例变加载技术的研究[D];兰州理工大学;2012年
9 刘金榕;基于高速电液阀的变气门执行系统关键技术研究[D];浙江大学;2009年
10 金哲;高速电液比例控制系统H_∞控制器的研究[D];西南交通大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘峰;电液比例控制变量泵(马达)控制性能的研究[D];沈阳工业大学;2007年
2 吴军强;基于电液比例的液压机压力闭环控制研究[D];西华大学;2011年
3 田翠;电液比例同步系统失效模式辨识研究[D];天津大学;2012年
4 齐心;电液比例力加载系统的研究与优化[D];天津理工大学;2013年
5 吕敏健;2D电液比例换向(节流)阀原理研究[D];浙江工业大学;2012年
6 罗福胜;步进式加热炉电液耦合系统动态特性的研究[D];武汉科技大学;2011年
7 史勇;基于电液比例阀的液压试验台加载系统研究[D];长安大学;2011年
8 谢先波;闭环电液比例复合控制泵的特性研究和仿真[D];南华大学;2011年
9 龚相超;电液比例排量控制径向柱塞变量泵[D];兰州理工大学;2003年
10 刘海昌;电液比例位置控制系统在电铅堆垛中的应用研究[D];昆明理工大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘银贞;新型径向柱塞泵通过鉴定[N];山西科技报;2000年
2 记者 张天定 通讯员 方方;我国研制出新型径向柱塞泵[N];科技日报;2000年
3 薛伟堂;中信重机成功研制高性能液压防爆提升机[N];中国冶金报;2007年
4 李杜 何杨昌;中联重科攻坚行业瓶颈[N];湖南经济报;2008年
5 占宣;PTC ASIA:动力传动与控制领域的盛会[N];机电商报;2005年
6 孙瑞华;震德靠技术创新提升竞争力[N];中国化工报;2007年
7 本报记者 宦建新通讯员 周炜 单泠;杨华勇:给盾构一颗“奔腾的心”[N];科技日报;2008年
8 南宁一轻技工学校 张振华;专用变频器在恒压供水系统中的应用[N];电子报;2004年
9 见习记者 贺叶楠 韩文丽;发展滞缓 国产液压工业成“中国制造”的短板[N];机电商报;2005年
10 特约记者 王海青 汪存亮;节能技术渐成注塑机研发重点[N];中国化工报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978