發(fā)布時間：2020-04-15 07:34

【摘要】： 力矩馬達(dá)作為伺服閥的電-機械轉(zhuǎn)換裝置,其動態(tài)特性對整個伺服閥的特性有較大影響。磁流體是一種在外加磁場作用下具有較大磁化強度的磁性液體,利用其磁化、阻尼和潤滑特性的應(yīng)用日趨廣泛。本文提出利用磁流體的特殊性質(zhì),將磁流體添加到伺服閥力矩馬達(dá)的工作間隙中,從而改善伺服閥力矩馬達(dá)動態(tài)性能的方法。由于磁流體具有較大的導(dǎo)磁率,可提高力矩馬達(dá)磁路效率、增大力矩馬達(dá)的輸出力矩和位移,從而增加伺服閥的輸出流量;同時,利用磁流體的粘度特性,可增強力矩馬達(dá)阻尼及抗干擾能力,從而增強伺服閥及伺服控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 本文對不添加磁流體和添加磁流體的力矩馬達(dá)數(shù)學(xué)模型進行了研究,采用MATLAB/Simulink仿真軟件,分析了力矩馬達(dá)及磁流體參數(shù)變化時,力矩馬達(dá)的動態(tài)特性,給出了時域和頻域分析結(jié)果;采用高速激光位移傳感器,對不添加磁流體和添加磁流體時,力矩馬達(dá)的頻率響應(yīng)進行了實驗研究,從而對數(shù)學(xué)模型及仿真方法進行了驗證。在理論模型和實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,用最小二乘參數(shù)辨識的方法對力矩馬達(dá)中的不確定參數(shù)及磁流體參數(shù)進行辨識,從而對添加磁流體的力矩馬達(dá)進行了實驗建模。最后,對干擾信號作用下添加磁流體和不添加磁流體的力矩馬達(dá)動態(tài)響應(yīng)特性進行了仿真研究,給出了磁流體作用下力矩馬達(dá)的抗干擾效果。
【圖文】：

圖 1-1 電液伺服閥基本結(jié)構(gòu)圖Figure1-1 Structural diagram of servo valve可見，作為電—機械轉(zhuǎn)換元件是連接電氣器件和液壓器件的橋梁，是閥甚至液壓控制系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一[4]。在電液伺服閥各環(huán)節(jié)中，電換元件的響應(yīng)速度最低，因此提高電液伺服閥的頻寬和響應(yīng)速度，必—機械轉(zhuǎn)換元件的頻寬，這一點對射流管式伺服閥來說尤其重要。射閥由于其優(yōu)越的抗污染性、結(jié)構(gòu)簡單等特點，已在航空、航天、船舵到了廣泛的應(yīng)用。但是與目前普遍使用的噴嘴擋板式伺服閥相比，射閥由于射流管轉(zhuǎn)動慣量大、響應(yīng)速度慢和工作壓力較高時射流管內(nèi)流易產(chǎn)生較大的振動等缺點，影響了射流管伺服閥的進一步推廣和使用，隨著先進制造技術(shù)、新型功能材料的研制開發(fā)，使得提高電—機械性能成為現(xiàn)實，而且這已經(jīng)成為電液伺服閥重要的研究發(fā)展方向。因要對如何提高電—機械轉(zhuǎn)換元件進行深入的研究。 伺服閥力矩馬達(dá)分類及工作原理

a)平動力馬達(dá) b)轉(zhuǎn)動力矩馬達(dá)圖 1-2 動圈式力馬達(dá)和力矩馬達(dá)Figure1-2 Moving coil motor and torque motor動圈式力馬達(dá)不僅結(jié)構(gòu)簡單，，而且線性行程范圍大，線性好，滯環(huán)小。但工作頻帶寬度受動圈組件固有頻率的限制、尤其當(dāng)動圈直接拖動滑閥，運動部分質(zhì)量較大，或濕式結(jié)構(gòu)方案中，動圈受油的阻尼限制、其工作頻寬較窄[6]。1.2.2 動鐵式力矩馬達(dá)永磁力矩馬達(dá)是應(yīng)用最為廣泛的一種電—機械轉(zhuǎn)換裝置。這類機構(gòu)可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動（力矩馬達(dá)）或直線運動（力馬達(dá)），所產(chǎn)生的力矩或力則與輸入電流成正比，力矩馬達(dá)較為常用，下圖所示的力矩馬達(dá)更是得到了普遍應(yīng)用。這也是本文要研究的力矩馬達(dá)類型。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH137

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