电液伺服振动台毕业设计

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1、电液伺服振动台毕业设计毕业设计（论文）开题报告一、课题来源众所周知，工业生产中的各种材料、零部件、构件以至整机或整个建筑物都需要经过振动实验才能确定它们的力学性能。在了解这些性能之后才能使设计更加合理。使用更加可靠，也只有通过实验，才能确定产品的性能优劣。振动台作为一种在实验室内提供典型振动条件或模拟再现环境，用以检验和评价各类工程装置或设备机械力学性能的标准试验设备，在国民经济发展中占有相当重要的地位，它的发展水平在某种程度上反映了一个国家的工业发展水平，因而世界各国都很重视结构试验技术和试验系统的研究开发工作。机械式的振动台由于出力小、结构复杂而且不能结合计算机进行

2、自动编程，一旦制造以后就无法根据具体要求进行更改，因此在实际应用中受到很大的限制，很少使用。电液式振动台的作用力大，既可以在较低频、较长行程下工作，也可以在较高频、较短行程下工作，而且配合计算机进行控制能任意改变其试验波形而方便的实现自动化控制;在需要很大作用力的时候，由于体积较小、结构紧凑，还可以用几个液压缸并联进行工作，但它的频率范围比电动式振动台略低，波形失真也比电动式振动台略大些。尽管如此，它还是以其优良的性价比在实际应用中拥有压倒性的优势。二、意义及发展电液伺服系统具有响应速度快、控制精度高、抗负载的刚度高、控制方式灵活等优点，其应用范围广，特别是在各类环境模

3、拟实验装置，材料试验机等领域应用十分广泛，是目前响应速度和控制精度都很高的一类伺服系统。电液伺服控制技术最先产生于美国的MTI，后来因为其响应速度快，精度高很快在工业界得到了普及。电液伺服系统是以液压动力元件作为执行机构，根据负反馈原理，使系统的输出跟踪给定信号的控制系统。它不仅能自动、准确、快速地复现输入信号的变化规律，而且可对输入量进行变换与放大，作为控制领域的一个重要研究对象，电液伺服系统的设计理论和方法一直受到控制学科的指导和启发，经历了从线性控制到非线性智能控制的发展历程。近几年来电液式振动台的研制工作有以下新的的发展趋势:第一、向着高频电液伺服系统的方向发展

4、。高频电液伺服系统的发展是为了满足工程实际的需要。对航天、航空等新技术产品进行振动环境模拟实验时，需要大吨位(I000KN以上)、高工作频率(1000Hz以上)的液压振动台特别希望液压振动台的上限工作频率能够达到2000Hz，这样就可以在一个液压振动台上完成整个频段的振动环境模拟实验，而不是低频段实验在液压振动台上进行，高频段实验在电磁振动台上进行。电液伺服系统的工作频率的高低，主要取决于伺服阀频宽的高低。因此，提高电液伺服阀频宽的研究从未停止过。第二、智能控制及智能材料技术的发展。-1-毕业设计（论文）随着智能控制及智能材料技术的发展，利用机敏材料作为传感元件和制动元

5、件的智能结构振动控制得到了长足的发展。目前存在的问题是：缺乏应用方面的非线性系统理论，对诸如控制策略设计，稳定性分析以及非线性和智能控制理论方法在实际应用中存在的局限性进行有针对性的研究。另外，值得指出的是，虽然电液伺服系统中的非线性因素，如温度、勃度、死区、库仑摩擦等会对控制系统的设计产生一定的影响，但是这些非线性因素的影响在多数条件下远不如负载干扰的影响大，而且对死区、库仑摩擦的分析和处理，目前已有比较成熟的处理方法和结果，如相平面法，描述函数法等。三、电液振动台的组成及工作原理电液振动台是由油源、溢流阀、伺服阀、液压缸、台面和电控等部分组成；其中系统的控制特性重要

6、由伺服阀的特性决定，电控部分只是在固有特性的基础上进行修正和改进。电液单自由度（卧式）振动台简称电液振动台，其系统原理图如图1所示。控制信号（由信号源发出）经过主加法器、副加法器，把信号输给功率伺服放大器，功率伺服放大器用放大了的电流信号来控制伺服阀的开口，的开口大小决定了供给油缸活塞运动的，流量的多少就决定了活塞的运动大小（伺服阀是把小的电信号放大成需要大的液流，起电液转换和功率放大的作用），而活塞通过活塞杆带动做相应的振动。这样台面和其上的试件作振动运动就由信号源发出的信号来控制。速度、加速度、位移等传感器检测振动台的物理状态，并发出反馈信号给控制部分，以控制伺服阀

7、的输出值。图1单自由度（卧式）电液振动装置原理图-2-毕业设计（论文）四、本文的主要内容本课题研究的目的是设计并制造一个用于进行金属材料疲劳试验所使用的电液伺服振动台，充分利用电液振动台出力大、响应快的优点。根据电液伺服控制系统特点及设计要求，设计了一台用于进行金属材料疲劳试验所使用的电液振动台。详细介绍了系统设计的原理和具体的设计方法、步骤。从系统的静态设计开始到主要元件的选择和参数的确定，建立了系统的数学模型并进行系统特性分析，充分利用MATLAB软件数字仿真并进行优化，以提高电液振动台的控制性能。本文运用理论分析与实验研究相结合的方