被动式电液力伺服系统的同步结构解耦控制研究

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1、分类号UDC密级编号硕士学位论文被动式电液力伺服系统的同步结构解耦控制研究Synchronizationdecouplingcontrolstudyofpassiveelectric-hydraulicservosystemonstructure学位申请人：孙淑瑞指导教师：赵书尚副教授一级学科：机械工程二级学科：机械电子工程学位类别：工学硕士2015年04月I独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经

2、发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：II摘要摘要被动式电液力伺服系统即电液负载模拟器，亦被称作电液负载仿真转台。它的出现克服了全实物现场试验的缺陷，用于在实验室条件下半实物地模拟承载系统所受载荷，对承载系统进行载荷性能测试以保证产品性能，具有良好的可控性及低破坏性，且可以进行多次试验，方便记录多组试验数据进行对比分析。被动式电液力伺服系统由两部分构

3、成：加载模块与被加载模块（承载模块）。加载模块与承载模块通过刚性轴相连，加载模块跟踪指令力矩信号，承载模块跟踪角位移指令信号，并通过各自传感器实现闭环反馈。该系统中存在固有的强多余力干扰，降低了系统的频响与精度，随着对负载模拟器的性能要求向高精度、高频响方向发展，怎么消除多余力干扰、提升负载模拟器性能成为国内外众学者研究的重点问题。本文突破传统的从干扰补偿角度消除多余力的方法，将系统多余力视为加载模块与被加载模块之间的力/位耦合，从如何解除耦合出发，提出了一种基于复式伺服马达的同步结构解耦方法。将被动式

4、电液力伺服系统看作是单输入双输出的伺服系统，建立了加载模块、被加载模块及整个系统的数学模型，分析了系统的力/位耦合机理；根据系统性能要求，设计了复式伺服马达的结构并进行优化；复式伺服马达采用复式结构，由两个马达嵌套构成，密封条件恶劣，基于有限元分析软件对复式伺服马达密封性能所进行的分析，选取了合适的密封件对马达进行密封；使用仿真软件搭建了被动式电液力伺服系统的模型，对其控制性能进行了分析，并完成复式伺服马达作为加载装置的被动式电液力伺服系统模型的搭建与控制性能分析，通过两者对比，证实了采用复式伺服马达进

5、行同步结构解耦方法的有效性；搭建实验平台，对新方法有效性进行实验研究，解耦程度取决于复式伺服马达中同步马达与被加载马达的同步控制精度，因此借助实验平台对双马达同步状态下多余力矩进行了实验研究，实验结果为采用复式伺服马达作为加载装置的同步结构解耦控制方法中的同步控制提供了实验支撑。关键词：被动式电液力伺服系统、复式伺服马达、力/位耦合、结构解耦论文类型：应用基础研究选题来源：国家自然科学基金项目（51175148）IIIABSTRACTABSTRACTPassiveelectric-hydraulicse

6、rvosystemisalsoknownasElectro-hydraulicloadsimulatororElectro-hydraulicloadsimulationturntable.It’saHardware-in-the-loopsimulationequipmentwhichcansimulateloadsofbearingsystemanddoperformancetesttoensuretheperformanceunderlaboratoryconditions.Itovercomes

7、thedefectofthephysicalfieldtest,what’smore,ithasgoodcontrollabilityandlowdestructibility,andcandomanytestswhichwillbeconvenientforrecordingandanalysisdata.Passiveelectro-hydraulicsystemiscomposedoftwoparts:loadingmoduleandloadedmodule(bearingmodule).Thet

8、wopartsareconnectedviaarigidshaft,andtheforcesignalsandangulardisplacementsignalsisrespectivelyappliedtotheloadingandbearingmodule,atthesametime,thesystemachievestheclosedloopcontrolbyusingitsownsensorofeachmodule.Passivee