發(fā)布時間：2017-04-27 13:08

  本文關鍵詞：雙噴嘴擋板伺服閥動態(tài)參數(shù)尋優(yōu)及仿真研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電液伺服閥通過液壓技術、自動控制技術與高端制造技術優(yōu)點的全面結合,實現(xiàn)電、液信號的轉換和精確控制,是機、電、液一體化的集成之作。它是電液伺服控制系統(tǒng)中的核心元件,其性能直接影響和決定了整個控制系統(tǒng)的性能。雙噴嘴擋板伺服閥因其響應速度快、線性好、死區(qū)小、結構緊湊、整閥性能可計算及預測等優(yōu)點,具有很好的靜態(tài)、動態(tài)特性,在工業(yè)領域使用最為廣泛。 為了獲得更好的快速性和穩(wěn)定性的性能,有必要對伺服閥進行優(yōu)化,從而滿足工程應用中越來越高的控制要求。這為伺服閥的優(yōu)化設計提供了參考和依據(jù),并具有一定的工程實用性。 以國產(chǎn)某型雙噴嘴擋板伺服閥為研究對象,首先從閥的工作原理介紹著手,詳細推導出閥的各個子環(huán)節(jié)的數(shù)學方程,得出雙噴嘴擋板閥的數(shù)學模型和總的傳遞函數(shù)。為了便于分析閥的具有實際工程意義的動態(tài)參數(shù),對伺服閥的總傳遞函數(shù)進行了簡化。 確定了6個動態(tài)參數(shù)為待尋優(yōu)參數(shù),根據(jù)快速性和穩(wěn)定性的優(yōu)化目標,建立了伺服閥動態(tài)參數(shù)優(yōu)化模型。優(yōu)化模型運用混沌粒子群優(yōu)化算法,對閥的動態(tài)參數(shù)進行尋優(yōu),最終得出一組最優(yōu)解。通過對尋優(yōu)前后數(shù)據(jù)的Matlab仿真對比分析得出：經(jīng)過尋優(yōu)后,伺服閥的穩(wěn)定性和快速性兩方面的性能都得到了提升,驗證了優(yōu)化模型和優(yōu)化方法的有效性。依據(jù)優(yōu)化參數(shù)對伺服閥內(nèi)部結構參數(shù)和零件具體尺寸進行修改,改善閥的性能,具有良好的工程應用價值。 通過Matlab中Simulink仿真軟件搭建了對伺服閥的仿真平臺�；趯λ欧y的仿真平臺,對閥的綜合動態(tài)參數(shù)實施了仿真研究。分析了4個綜合動態(tài)參數(shù)Ksv、ωmf、Kvf、ζmf對伺服閥的動態(tài)性能的影響關系,得出了幾點結論： (1)提高伺服閥的流量增益Ksv,改善了閉環(huán)系統(tǒng)的響應速度。適當降低反饋桿剛度Kf,可改善了伺服閥的動態(tài)性能并提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (2)在保證一定的穩(wěn)定裕量的前提條件下,通過增大Kvf來改善系統(tǒng)的動態(tài)特性性能是行之有效的方法。 (3)增加固有頻率ωmf后,系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能均得到改善。 (4)設定理想的阻尼比,可增強整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性,獲得滿意的動態(tài)性能。 (5)提高閥的動態(tài)性能,以某個綜合動態(tài)參數(shù)為優(yōu)化目標,需同時對其它綜合動態(tài)參數(shù)加以約束或限定,減小或限制其它參數(shù)對整閥性能的影響。
【關鍵詞】：雙噴嘴擋板伺服閥 混沌粒子群算法 參數(shù)尋優(yōu) 仿真研究
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH137.52
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 國內(nèi)外伺服閥制造廠商研發(fā)現(xiàn)狀9-10
• 1.3 電液伺服閥的發(fā)展趨勢10-11
• 1.4 電液伺服閥優(yōu)化目標11-13
• 1.5 優(yōu)化設計的方法13-14
• 1.6 雙噴嘴擋板閥的研究意義14-15
• 1.7 本文研究內(nèi)容15-17
• 第二章 雙噴嘴擋板閥的數(shù)學模型17-37
• 2.1 引言17
• 2.2 雙噴嘴擋板伺服閥的結構與工作原理17-19
• 2.3 噴嘴擋板伺服閥的數(shù)學模型19-35
• 2.3.1 力矩馬達傳遞函數(shù)19-27
• 2.3.1.1 力矩馬達結構及磁路原理19-21
• 2.3.1.2 力矩馬達的電磁力矩方程21-22
• 2.3.1.3 力矩馬達的電壓平衡方程22-24
• 2.3.1.4 銜鐵組件的運動方程24
• 2.3.1.5 噴嘴擋板液動力產(chǎn)生的負載力矩24-26
• 2.3.1.6 擋板約束產(chǎn)生的負載力矩26
• 2.3.1.7 銜鐵擋板的運動平衡方程26
• 2.3.1.8 力矩馬達的方框圖26-27
• 2.3.2 雙噴嘴擋板閥的流量方程27-33
• 2.3.2.1 滑閥的流量方程27-29
• 2.3.2.2 閥控缸連續(xù)性方程29-30
• 2.3.2.3 滑閥的力平衡方程30-32
• 2.3.2.4 功率級滑閥的傳遞函數(shù)32-33
• 2.3.3 閥控缸的傳遞函數(shù)33-34
• 2.3.4 噴嘴擋板閥的壓力反饋34-35
• 2.4 伺服閥方框圖與總傳遞函數(shù)35-36
• 2.5 本章小結36-37
• 第三章 雙噴嘴擋板伺服閥的動態(tài)參數(shù)尋優(yōu)37-61
• 3.1 伺服閥的設計參數(shù)確定37-42
• 3.1.1 滑閥主要參數(shù)的確定37-38
• 3.1.2 噴嘴擋板的設計參數(shù)確定38-40
• 3.1.3 力矩馬達主要參數(shù)的確定40-42
• 3.2 優(yōu)化模型的確定42-45
• 3.2.1 動態(tài)參數(shù)43
• 3.2.2 目標函數(shù)43-44
• 3.2.3 約束條件44-45
• 3.3 混沌粒子群算法的原理介紹45-50
• 3.3.1 基本粒子群算法46-48
• 3.3.2 改良型粒子群算法48
• 3.3.3 混沌粒子群算法中心思想48-50
• 3.3.4 混沌粒子群算法流程50
• 3.4 動態(tài)參數(shù)尋優(yōu)50-54
• 3.5 混沌粒子群算法優(yōu)化效果54-57
• 3.6 尋優(yōu)結果及仿真分析57-58
• 3.7 優(yōu)化參數(shù)的具體實現(xiàn)58-60
• 3.8 本章小結60-61
• 第四章 伺服閥綜合動態(tài)參數(shù)仿真研究61-73
• 4.1 液壓系統(tǒng)仿真技術介紹61-62
• 4.2 基于MATLAB/Simulink的仿真平臺62-64
• 4.3 伺服閥綜合動態(tài)參數(shù)的確定64-65
• 4.4 伺服閥的流量增益K_(sv)65-66
• 4.5 開環(huán)增益系數(shù)K_(vf)66-69
• 4.6 力矩馬達的固有頻率ω_(mf)69-70
• 4.7 力矩馬達的機械阻尼比ξ_(mf)70-71
• 4.8 綜合動態(tài)參數(shù)之間的相互影響71-72
• 4.9 本章小結72-73
• 第五章 總結與展望73-75
• 5.1 總結73-74
• 5.2 展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文80-81
• 詳細摘要81-84

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關鍵詞：雙噴嘴擋板伺服閥動態(tài)參數(shù)尋優(yōu)及仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：330663