【摘要】：隨著重載機器人和大功率高端裝備制造的高速發(fā)展及其日漸彰顯的戰(zhàn)略地位,對驅(qū)動技術的控制性能和系統(tǒng)能效均提出了更高的要求。當前執(zhí)行裝置的驅(qū)動方式主要有氣動、電機驅(qū)動和液壓驅(qū)動等。氣動方式雖然節(jié)能環(huán)保,但工作壓力等級較低、穩(wěn)定性較差,較少應用于大功率機械裝備。電機驅(qū)動在機械執(zhí)行裝置的效率和運動控制的精度等方面取得了明顯優(yōu)勢,但受到導磁材料的磁飽和性能影響,電機精密驅(qū)動的功率輸出能力相對有限。液壓驅(qū)動由于具有輸出力/力矩大、功率密度高和過載能力強等優(yōu)勢,在工程機械、航空航天、裝備制造等領域得到了廣泛的應用,但存在能耗高、控制不夠精細的不足。目前對驅(qū)動技術的研究主要是研究液壓系統(tǒng)節(jié)能技術以提高系統(tǒng)能效,研究液壓系統(tǒng)控制策略以改善控制性能,但由于其自身特性的限制難以同時兼顧高能效和高性能。論文以同時保證高功率密度、高精度和高能效為目標,提出了一種將電機驅(qū)動和液壓驅(qū)動相結(jié)合的電液復合驅(qū)動缸系統(tǒng)結(jié)構方案,該系統(tǒng)綜合利用電機驅(qū)動高控制性能和液壓驅(qū)動高功率密度的優(yōu)勢,通過對電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進行主動控制實現(xiàn)高精度運動,通過對液壓系統(tǒng)的壓力、流量進行被動控制實現(xiàn)高功率密度和快速響應。論文分析了系統(tǒng)主要組成單元并對其中的關鍵元件進行參數(shù)匹配;分別構建了閥控缸系統(tǒng)、泵控缸系統(tǒng)以及電液復合驅(qū)動缸系統(tǒng)的數(shù)學模型,分析了三種系統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)的控制性能;為了使系統(tǒng)適應不同負載,提出了一種基于負載識別的電液能量分配策略,并對控制策略中的臨界負載進行設計;通過建立電液復合驅(qū)動缸AMESim系統(tǒng)仿真模型,研究開/閉環(huán)控制方法對系統(tǒng)控制性能的影響并驗證了電液能量分配策略的合理性。根據(jù)系統(tǒng)工作原理和元件參數(shù)設置搭建了電液復合驅(qū)動缸系統(tǒng)試驗平臺,為了與傳統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)進行對比,搭建了閥/泵控缸系統(tǒng)對比試驗平臺,兩套試驗平臺共用一套計算機輔助測試系統(tǒng)�；谒罱ǖ脑囼炂脚_和AMESim系統(tǒng)仿真模型,對電液復合驅(qū)動缸系統(tǒng)的控制特性和節(jié)能性進行了仿真和試驗研究。研究結(jié)果表明:電液復合驅(qū)動缸系統(tǒng)具有較好的功率放大特性;對于速度控制,電液復合驅(qū)動缸系統(tǒng)的階躍輸入速度響應快速性、方波輸入速度突變快速性以及正弦輸入速度跟隨性都優(yōu)于閥/泵控缸系統(tǒng);對于位置控制,電液復合驅(qū)動缸系統(tǒng)的斜坡輸入定位精度、正弦輸入位置跟隨性都優(yōu)于閥/泵控缸系統(tǒng);電液復合驅(qū)動缸系統(tǒng)的效率隨負載增大而增大,相同負載下大于閥/泵控缸系統(tǒng)的效率;論文所提出的電液復合驅(qū)動缸系統(tǒng)在驅(qū)動功率、控制特性以及節(jié)能性方面都具有較好的表現(xiàn)。
【學位授予單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH137;TP273
【圖文】：

姚斌教授和徐兵教授設

進出油口獨立控制的泵控差動缸系統(tǒng)原理圖

幾種泵控差動缸系統(tǒng)原理圖

【參考文獻】

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本文編號：2770645