機電液系統(tǒng)憑借其功率密度大、運動平穩(wěn)、操縱方便、承載能力強等優(yōu)點在土木水利工程、冶金、礦山、軍事工業(yè)等領域發(fā)揮重要作用。但運行環(huán)境的復雜多變,變工況下系統(tǒng)內部的非線性因素影響使系統(tǒng)呈現(xiàn)出性能退化、功率和轉速波動等現(xiàn)象,為進行系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測和性能評價帶來難度。針對此問題課題組開展了基于機電液系統(tǒng)內外部特征關聯(lián)分析方法的研究,提出了以動能剛度為橋梁,連接系統(tǒng)內部參數(shù)與瞬時轉速波動的效應傳遞鏈。但研究中弱化了系統(tǒng)之間的相互耦合關系,使建立的模型不能全面反映系統(tǒng)多能域參量在負載工況和動力源聯(lián)合作用下的耦合機理。本文以典型的機電液系統(tǒng)—變轉速泵控馬達系統(tǒng)為研究對象,在建立其數(shù)學模型的基礎之上,分析系統(tǒng)多域參量對運行狀態(tài)的影響機制,闡明了動能剛度的物理意義。論文主要研究內容如下:(1)機電液系統(tǒng)非線性建模與多參量耦合分析。由于機械、液壓、電氣等系統(tǒng)在設備運行時進行著能量流、物質流、信息流的傳遞、轉換,使系統(tǒng)表現(xiàn)出強耦合特性,同時油液有效體積彈性模量、流量系數(shù)、粘性阻尼等非線性因素又增加了系統(tǒng)的復雜性。因此,本文在考慮這些因素的基礎上,建立了系統(tǒng)的集中參數(shù)模型,并基于MATLAB/Simulink仿真環(huán)境,研究系統(tǒng)參數(shù)變化對系統(tǒng)特性的影響,探索了機電液系統(tǒng)多能域參量在負載工況和動力源聯(lián)合作用下的耦合機理。(2)動能剛度原理及其計算方法研究。結合機電液系統(tǒng)集中參數(shù)動力學模型,提出機電液系統(tǒng)動能剛度分析方法,指出機電液系統(tǒng)動能剛度是系統(tǒng)動能抵抗外部激擾源變化的能力,根據(jù)外部激擾源的不同將其分為正向動能剛度和逆向動能剛度兩部分,并闡明了其物理意義以及對機電液系統(tǒng)運行性能評價的重要意義。在此基礎之上,通過計算機電液系統(tǒng)多源信號的變化率特征計算運行程中的動能剛度角,并以此衡量系統(tǒng)動能剛度的大小。(3)動能剛度變化機理及其與系統(tǒng)狀態(tài)關聯(lián)分析。依托變轉速泵控馬達液壓系統(tǒng)測控平臺,探索了系統(tǒng)溫度、馬達排量以及輸出軸轉動慣量分別變化時對系統(tǒng)動能剛度的影響機理以及在系統(tǒng)剛度變化時系統(tǒng)效率和轉速波動的關聯(lián)性。實驗結果表明機電液系統(tǒng)動能剛度隨系統(tǒng)多能域參量變化而動態(tài)變化,動能剛度的變化可以表征機電液系統(tǒng)的運行性能以及多參量的耦合狀態(tài),驗證了環(huán)境工況→內部參量→動能剛度→轉速波動、效率的傳遞鏈的正確性。(4)動能剛度在線檢測系統(tǒng)與系統(tǒng)控制策略評價。利用信號調制技術,將多源信號融合成李薩如圖形(剛度線),并對剛度線的長度進行格式化,使其長度和傾角均能衡量動能剛度的大小,以動能剛度圓的包容關系衡量系統(tǒng)間的剛度匹配關系�；贚abVIEW設計了動能剛度在線檢測系統(tǒng),完成機電液各子系統(tǒng)動能剛度的實時檢測、顯示,多源信號采集、顯示,電機轉速、液壓泵與液壓馬達排量以及模擬加載控制、數(shù)據(jù)保存等功能。利用此系統(tǒng)結合試驗臺條件開展了基于動能剛度的變轉速調速與容積調速控制策略評價的研究,拓展了動能剛度理論的應用,為開展機電液系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測與性能評價提供了新思路。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TH137
【部分圖文】：

第二章 機電液系統(tǒng)建模仿真及多參量耦合分析系統(tǒng)運行過程中伴隨著電能、液壓能以及機械能等多域能量的況的變化，多域能量的轉化過程也隨之變化。典型的機電液系，一般由電機—液壓泵子系統(tǒng)、液壓泵—液壓馬達子系統(tǒng)以及成，本章以其為研究對象，考慮油液屬性、摩擦轉矩等非線性了系統(tǒng)參量變化對系統(tǒng)性能的影響以及系統(tǒng)多域能量轉換機展開機電液系統(tǒng)動能剛度分析奠定了理論基礎。系統(tǒng)非線性模型1 所示為變轉速泵控馬達系統(tǒng)簡化模型，變頻電機與液壓泵通過驅動液壓馬達旋轉，馬達與旋轉負載也通過聯(lián)軸器連接。根據(jù)以把系統(tǒng)分為電機—液壓泵子系統(tǒng)、液壓泵—液壓馬達子系系統(tǒng)三部分。三個子系統(tǒng)之間通過機電液參數(shù)相互耦合，機電系統(tǒng)的性能，因此有必要通過建模仿真的方法對系統(tǒng)進行分析

局模型油黏溫黏壓特性泄漏對系統(tǒng)效率、振動以及穩(wěn)定性等都有很大影響，而響。液壓油動力粘度受溫度、壓力影響較大，比較準確力變化規(guī)律的是 Roeland 公式，46 號液壓油粘度隨壓力( ) ( )1.162.3 10 89135.15, =0.0457 exp 6.58 1 5.1 10 1303 138TP T P + + 可得 46 號液壓油的粘溫粘壓特性的變化規(guī)律如圖 2.2 所而升高，但變化較小，隨著溫度降低而增加，粘度隨溫

長安大學碩士學位論文( )( )( )( )( )110 0oilef 11init 0oil oil 0oil 01 111 1mmmm P P PE PE P,m P P PE E P PE E m P n T ++ + + = + + = + + 為含氣量；P0為標準大氣壓力；m 為壓力相關系數(shù)；n 為溫度氣體多變常量；E0為標準大氣壓下 0℃時的油液的有效體積2.15）繪制的油液有效體積彈性模量隨壓力、含氣量和溫度從圖中可以看出：在低壓段（0-10MPa）油液有效體積彈性模一定時，油液有效體積彈性模量隨著壓力的增高而增高；壓性模量隨著含氣量的增加而減小。在低壓段溫度對油液有效高壓段影響較大，隨著溫度的升高油液有效體積彈性模量變
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本文編號：2855729