无阀电液伺服系统的理论分析与实验研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要电液伺服系统以其出力大，响应快，精度高等优点被广泛用于航天、国防以及各民用工业。交流调速系统则以其可靠性高，控制方便等优点在自动控制领域中具有广阔的发展前景。无阀电液伺服系统就是二者综合的结果，具有体积小，结构简单，节能，易于计算机控制等显著优点，被认为是液压控制的重要发展方向之一。在查阅大量国内外有关文献的基础上，本文综述了电液伺服系统的发展概况，对比分析了各种电液伺服系统的特点及存在的问题;本文介绍了交流调速系统的发展及其现状并就其工作原理及其实现做介绍，建立了交流调速系统的数学模型。分析了泵控非对称缸子系统

2、并建立了泵控非对称缸子系统的数学模型，通过计算机仿真验证了模型的可靠性;建立了无阀电液伺服系统的数学模型并通过系统的开环和闭环频率特性对系统的稳定性，精度和快速性进行了分析。对控制策略作了一些介绍并对本文采用的PID控制算法进行了重点分析，介绍了几种控制算法并作了对比，最后在实验中进行了实际应用，实验结果表明增量式PID控制算法对本实验台而言能够使频率特性得到较大改善.完成了无阀电液伺服系统的部分结构设计与加工、装配、调试，完成了系统基于PC机的控制器和基于单片机的控制器，实现了对无阀电液伺服系统实验台的可靠有效控制。对本系统做了阶跃信号响应实验

3、，以及不同惯性负载、频率的正弦信号响应的实验.实验结果基本实现了预期目标。并且可以据此认为，无阀电液伺服系统对频率响应要求不高的场合是适用的。关键词无阀电液伺服系统;交流伺服电机;容积调速;非对称缸哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractDuetoitshighpower,fastresponseandhighaccuracyfeatures，electro-hydraulicservosystemhasbeenappliedinaviation,nationaldefenseandlotsoffieldsofindustry.Withit

4、shighreliabilityandmanyvirtuesofcontrollingit,ACservosystemhasapromisingfutureofapplication.Valvelesselectro-hydraulicservosystemwhichismuchsmaller,easierandenergysavingistheperfectcombinationofthemandtakenasanimportantdevelopmentdirectionofhydraulicservosystem.Basedonlotsofr

5、elevantmaterialsaboutvalvelesselectro-hydraulicservosystem,thispapersummarizedthedevelopmentoftechnologyrelatingtoelectro-hydraulicservosystemandACservosystemandanalyzedadvantagesanddisadvantagesofsomekindsofelectro-hydraulicservosystemandACservosystem.Themathematicalmodelofs

6、ingle-actingcylindersubsystemisbuiltinthispaper.Bysimulatinginthecomputer,thereliabilityisvalidated.TheprincipleoftimingofACsystemisanalyzedtoo.Finally,themathematicalmodelofthevalvelesselectro-hydraulicservosystemisbuilt.Invirtueofopen-loopBodeplotandclose-loopBodeplot,thepa

7、peranalyzedtheperformanceofthesystem.Somekindsofcontrolstrategieswereintroducedinthispaper.VariouscontrolstrategiesbasedonPIDalgorithmwereoutlinedandadoptedinthepaper.SomekindofreformativePIDhavebeenalsointroducedandanlyzedandappliedintheexperiment.Theresultshowsthattheincrem

8、ent-PIDisseemlyforthesystem.Thispapercompletespartofstructure-design