本文關鍵詞： 機電液系統 運行性能評價 動能變化率 動能剛度 瞬時轉速波動 特征關聯分析　出處：《長安大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：機電液系統集機、電、液等多能量域特點于一體,被廣泛應用于工程機械、航空航天、航海船舶等諸多領域,其運行安全保障至關重要,而系統運行狀態(tài)監(jiān)測與性能評價更是保證安全運行的重要手段。但機電液系統的運行過程伴隨著多能域功率的相互轉換,其運行過程復雜,尤其在變環(huán)境工況下呈現出效率低下、非平穩(wěn)性及非線性等特征,為系統的運行狀態(tài)監(jiān)測與性能評價帶來難度。而機電液系統在運行過程中,其多能域源信號中蘊含著豐富的表征系統運行狀態(tài)的信息,因此,在獲取系統多物理源信號的基礎上,揭示運行狀態(tài)信息(特征)與系統運行性能變化之間的本質聯系,是機電液系統運行狀態(tài)監(jiān)測與性能評價的關鍵。鑒于機電液系統在服役過程中對運行狀態(tài)監(jiān)測與性能評價的迫切需求,本文通過建立環(huán)境工況作用于系統內部參數,對內影響動能剛度,對外改變瞬時轉速波動的效應傳遞鏈,研究基于機電液系統動力學內外部特征關聯分析方法。提出以動能剛度作為系統內部參量與外部特性之間的橋梁,研究多能域系統動能變化率作用機理,由內及表,探索機電液系統運行狀態(tài)隨環(huán)境工況的變化規(guī)律,為系統的運行狀態(tài)評估提供新思路與新方法。論文的主要研究內容如下:(1)探索動能變化率表征機電液系統實時運行狀態(tài)的重要作用。結合機電液系統的動力學模型,研究系統的功率分布與多域能量轉換過程,結果表明動能變化率是多域能量轉化過程的重要指標,其變化機理與系統節(jié)能效果、運行平穩(wěn)性密切相關�；诖�,提出機電液系統的功率匹配原則,以動能變化率作為衡量系統運行性能變化的重要參量,將系統運行狀態(tài)監(jiān)測與性能評價轉換為動能變化率的軟測量問題,驅動系統動力學內部特征及外部特性關聯分析的研究。(2)提出衡量動能變化率的內部特征-動能剛度及其檢測方法。闡明了動能剛度是系統動能抵抗外部激擾源變化的能力,在機電液系統運行狀態(tài)評估中具有重要意義;揭示了多物理參量對動能剛度的作用機制,分析結果表明動能剛度受多能域參數共同影響;結合信號調制與信息融合技術,將多物理源信號融合成李薩如圖形,以圖形特征-傾角衡量動能剛度大小,以動能剛度圓的包容關系衡量系統的剛度損失,為抽象的動能剛度賦予直觀的圖形表示與實際物理意義。(3)研究機電液系統外部特征-瞬時轉速的測量及波動特征提取方法。提出基于采樣點計數的瞬時轉速測量方法,分析其主要誤差源-量化誤差的產生機理與消除方法,結果表明:提高采樣頻率能夠有效降低量化誤差。在瞬時轉速精準測量的基礎上,利用測速齒盤等角度域劃分的特點,將瞬時轉速波動的時域信號轉換至角度域,并結合短時傅里葉變換與階比分量追蹤,提取轉速波動特征,為系統動力學外部特征的獲取提供方法支持,拓展了動能剛度原理的實際應用價值。(4)通過機電液系統運行實驗驗證動力學內外部特征關聯分析的有效性。以機電液系統動力學內外部特征獲取方法為技術基礎,聯合內部特征-動能剛度與外部特征-瞬時轉速波動的變化規(guī)律,在典型變環(huán)境工況(變轉速、變負載)下,驗證內外部特征關聯分析方法在系統節(jié)能及運行性能評價中的可行性。實驗結果表明:系統動力學內外部特征隨環(huán)境工況變化,動能剛度損失加劇,則瞬時轉速波動變大;而兩者變化規(guī)律的關聯性揭示了動能變化率作用機理是“形于系統內部的動能剛度,而表于系統外部的轉速波動”這一客觀規(guī)律,為評價機電液系統的運行性能提供了新方法。
[Abstract]:In this paper , the main research contents of this paper are as follows : ( 1 ) To explore the essential relation between the operating state information ( characteristic ) and the change of performance of the system . ( 2 ) The internal characteristic - kinetic energy stiffness and its detection method are put forward to measure the change rate of kinetic energy . The dynamic stiffness is the ability of the system kinetic energy to resist the change of the external shock source .

【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH137

【參考文獻】

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本文編號：1501316