基于分岔理论的数字液压缸稳定性分析与设计.pdf

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1、第27卷第2期海军工程大学学报VoI．27NO．22015年4月JOURNALOFNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGApr．2015DOI：10．7495／j．issn．1009—3486．2015．02．018基于分岔理论的数字液压缸稳定性分析与设计陈佳，邢继峰，吕帮俊，彭利坤(海军工程大学动力工程学院，武汉430033)摘要：为将分岔理论应用于数字液压缸稳定性分析与设计，对系统非线性模型进行了等价变换和光滑处理，同时为克服刚性问题影响，基于量纲分析理论通过选择合适的基本量将模型无因次

2、化，并采用预测一校正延拓法确保分岔求解的精度和效率。在各自可行区间内，对重要参数和不确定参数进行了单参数分岔分析，结果表明：数字液压缸的初始设计具有一定的稳定裕度和鲁棒性，系统受不确定参数的影响较小；运用分岔理论，能够有效揭示各参数对系统动态稳定性的影响，为系统参数设计提供指导。关键词：数字液压缸；非线性无因次模型；预测一校正延拓法；分岔分析中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：10093486(2015)02—0080—06Stabilityanalysisanddesignofdigitalhyd

3、rauliccylinderbasedonbifurcationtheoryCHENJia，XINGji～feng，LUBang—jun，PENGLi—kun(CollegeofPowerEngineering，NavalUniv．ofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Thenonlinearmodelistransformedandsmoothedequivalentlytoapplybifurcationtheorytostabilityanalysisandd

4、esignofthedigitalhydrauliccylinder．Toovercometheinfluenceofstiff—ness，themodelisalsonon-dimensionalizedbyselectingappropriatefundamentalquantitiesbasedonthedimensionalanalysis．Theprediction—correctioncontinuationalgorithmisusedtOensuretheaccu—racyandefficie

5、ncyofsolvingthebifurcationproblems．Single—factorbifurcationanalysisismadeofseveralkeyparametersanduncertainonesineachfeasibleregion．Theresultsshowthattheinitialde—signofdigitalhydrauliccylinderhasacertainstabilitymarginandrobustnessbutthesystemisaffec—tedsl

6、ightlybyuncertainparameters，andthattheapplicationofbifurcationtheorycaneffectivelyre—vealtheeffectofeachparameteronthesystemdynamicstabilitytocontributetothedesignofparame—ters．Keywords：digitalhydrauliccylinder；nonlineardimensionlessmodel；prediction—correct

7、ioncontinuationalgorithm；bifurcationanalysis数字液压缸是一种集成化的机电液伺服机要对系统的动力学稳定性进行分析，采用非线性构，除具备液压伺服系统固有的非线性外，还具理论指导系统的结构设计。分岔理论不仅能分析备反馈机构及驱动元件非线性。该系统耦合因素系统拓扑结构受参数变化的影响，也能分析失稳较多，动态特性复杂，且设计成型后，结构参数不平衡点上系统的动态行为，是研究结构稳定边界易调节，系统对初始设计的要求较高。因此，有必的有效工具。文献[2]首次将分岔理论引入液压收稿日

8、期：2014—04—21；修回日期：2014—05—29。基金项目：国家部委基金资助项目(401O3O5O21Ol02)；海军工程大学自然科学基金资助项目(HGDQNJll3Ol4)。作者简介：陈佳(1986一)，男，博士生，主要研究方向为电液伺服控制、数字液压技术。通信作者：陈佳，jiachenSl5@gmail．com。第2期陈佳等：基于分岔理论的数字液压缸稳定性分析与设：：伺服系统，提出了鲁棒