旋转直接驱动电液压力伺服阀稳定性分析

针对最新研制的旋转直接驱动电液压力伺服阀(RDDPV)出现输出压力振荡问题,建立了数学模型和简化框图,得到了RDDPV稳定性判据,并提出了解决方案.RDDPV取消了传统压力伺服阀的机械和液压反馈,采用马达转角内闭环和输出压力外闭环的电反馈伺服控制.研究表明,当阀芯处于进回油口中间位置附近,稳态液动力表现为阀芯位移的正反馈作用,导致整阀机械液压部分刚度为负,稳定性差,此时,马达转角内闭环电反馈刚度对整阀稳定性至关重要.数值模拟和试验表明,增加马达转角电反馈系数,增加了伺服阀电反馈刚度,提高了伺服阀的稳定性.     

伺服阀力矩马达衔铁组件的振动特性分析

为揭示伺服阀自激噪声的产生机理,提出对伺服阀力矩马达的振动特性进行研究.给出一种射流管伺服阀力矩马达的结构及工作原理,基于结构力学基本原理,建立该射流管伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的的振动特性有限元分析数学模型,采用有限元分析方法,分析伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的前6阶振型,计算各种振型下伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的固有频率.研究结果表明,衔铁和反馈杆为伺服阀力矩马达产生振动的关键部位,为防止共振的发生,应尽量消除射流流场中与衔铁组件固有频率相接近的压力脉动激励信号.     

力矩马达气隙误差对电液伺服阀零偏的影响

基于惠斯通电桥分析伺服阀力矩马达磁路,建立了气隙分布状态与伺服阀零偏之间的关系,当气隙左右对称或上下对称时,力矩马达不存在零偏,反之则存在零偏.建立考虑气隙误差时的力矩马达模型,得到了不对称气隙时的磁通规律、气隙误差与伺服阀零偏、压力增益以及流量增益之间的关系,发现当力矩马达气隙左右对称或上下对称时气隙误差仅影响伺服阀增益,气隙不对称时伺服阀会产生零偏,且伺服阀压力增益和流量增益会随力矩马达气隙增大而减小.     

叶片马达凸轮转子过渡曲线特性分析

介绍了一种新型凸轮转子连续回转电液伺服叶片马达的工作原理,推导了马达瞬时驱动转矩和瞬时转速的解析式,分析了过渡曲线的动态特性和力学特性,讨论了凸轮转子过渡曲线对提高马达性能的作用和设计准则,对二次等加速等减速、二次正弦和余弦及二次阿基米德等过渡曲线进行了理论推导与分析.结果表明,二次余弦曲线适用于作为三轴仿真转台所用凸轮转子叶片马达的过渡曲线,并有利于提高马达的性能.     

基于最小二乘偏差补偿法的舵机模型参数辨识

舵机作为无人旋翼机一个重要的执行机构,控制着旋翼机飞行姿态与轨迹的改变,为建立舵机的数学模型,提出了基于最小二乘偏差补偿法辨识伺服舵机的模型参数。在研究了伺服舵机的结构与工作原理的基础上,首先建立舵机各组件模型,综合得到舵机的系统模型;然后采用最小二乘偏差补偿法辨识模型参数。实验仿真验证了该方法具有较高辨识精度与有效性。     

交换工作台液压伺服系统设计

提出了一种交换工作台液压伺服驱动系统设计方案。设计中,选用一对自整角机作为角差测量装置进行交换工作台的旋转角位移反馈检测,通过电液伺服阀控制液压马达提供动力驱动交换工作台转动实现角位移控制。液压回路中分别设置了蓄能器和相关的卸荷回路等来提高系统的工作平稳性和降低功率损失。该交换工作台液压伺服控制系统设计具有结构简单、工作可靠和控制精度高等特点。     

巡飞弹舵机模糊控制算法研究

为了解决传统的舵机控制模式和算法不适用巡飞弹舵机控制器的问题,提出一个舵机控制器控制三片舵机的控制模式,以及采用电流环、速度环和位置环的三环控制算法实现了舵机位置伺服功能. 对关键的位置环采用模糊PID参数自整定算法,并采用Matlab模糊控制工具箱进行在线仿真.结果表明,该算法能够很快的根据输入信息实时地精确调整PID参数值,可以解决巡飞弹舵机调节参数困难的问题.     

四余度舵机伺服系统的Simulink仿真与分析

文章通过分析舵机伺服系统的工作原理,建立了四余度伺服舵机系统工作的数学模型,分析了余度舵机的故障隔离方法和余度系统工作原理;运用Simulink对系统各种典型故障模型进行仿真,并分析了舵机性能的变化。仿真结果表明,与单通道舵机相比,余度舵机可以有效地隔离故障元件,保证了舵机的操控性能,具有更好的稳定性和可靠性。     

连续回转电液伺服马达Pol-Ind摩擦模型辨识

针对影响连续回转电液伺服马达系统低速性能的摩擦干扰问题,提出一种新型的Pol-Ind摩擦模型.利用连续回转电液伺服马达实验台采集马达的进出口油液压差和角速度值,采用改进粒子群优化算法对所建立的摩擦模型进行参数辨识,获得了精确的摩擦力矩数学模型.通过仿真实验与LuGre摩擦模型进行比较,结果表明应用Pol-Ind摩擦模型的系统具有更小的稳态误差和相位误差,说明Pol-Ind摩擦模型更适合于连续回转马达电液伺服系统,为系统摩擦干扰控制补偿器设计奠定了基础.     

双侧驱动轴向柱塞马达负载启动特性分析

为研究双侧驱动轴向柱塞马达的启动特性,介绍了双侧驱动马达的工作原理,理论分析并推导了启动时驱动转矩和各种阻力矩的计算公式,建立了双侧驱动轴向柱塞马达的液压仿真模型,分析了空载、定负载、延迟启动等工况下的启动特性.结果表明:空载启动时,双侧驱动轴向柱塞马达比普通轴向柱塞马达启动转矩波动小,达到平稳运行的时间更短,启动平稳性更优;定负载启动时,负载值越大,转矩波动越大,平稳运行时转矩脉动越明显,双侧驱动轴向柱塞马达的启动转矩峰值远低于普通轴向柱塞马达,转矩脉动量更小;延迟启动时,双侧驱动轴向柱塞马达对于负载变化的响应速度更快,其转矩波动情况与定负载启动时基本一致.     

基于PCA9685的多路舵机控制器设计

利用单片机和LED控制芯片PCA9685建立一种简单实用的多路舵机控制器,可以实现至少16路的舵机控制.分析PCA9685芯片的特点及PWM波产生原理,详细设计基于PCA9685的多路舵机控制硬件电路和控制程序,并在此基础上研究多路舵机的速度调节方法.将系统应用到一个舵机驱动的多关节机械臂中,经过检验,该系统能够较好地完成多舵机的驱动任务.     

凸轮转子叶片马达干扰力矩分析与实验研究

介绍了一种新型的凸轮转子连续回转电液伺服叶片马达的工作原理及特点.通过对叶片的系统受力分析,得出马达干扰力矩产生的机理.通过计算机仿真得到了马达的凸轮正压力以及干扰力矩与减压压力的变化规律.干扰力矩会造成马达的速率波动,选择马达斜坡信号跟踪下的误差曲线的误差带作为衡量马达速率波动的指标,对不同减压压力下的误差带进行对比.结果表明,随着减压压力的增加,马达的速率波动也越加剧.     

双喷嘴挡板电液伺服阀力矩马达电磁特性研究

针对双喷嘴挡板电液伺服阀力矩马达电磁特性对衔铁受力响应影响问题,采用有限元技术,利用CST软件建立了力矩马达电磁特性仿真模型.设置不同线圈匝数和不同磁流体层厚度等边界条件,分别研究了力矩马达在基本结构组件条件下和对力矩马达内加入磁流体条件下的电磁特性.结果表明:在相同电流条件下在力矩马达内引入磁流体或增大线圈匝数都可增大衔铁所受电磁力,提高力矩马达电磁性能.     

基于模拟退火遗传算法的电液伺服马达超低速性能

针对电液伺服马达超低速运行时局部爬行及振荡现象,分析了密闭工作容腔内流量及压力的连续特性,采用了自适应改进模拟退火遗传算法,对马达超低速性能结构进行寻优解算,得出马达定子预过渡曲线及其包角范围和配油三角缓冲槽理论公式及最佳尺寸.通过仿真及实验研究,结果表明,该方法可以将遗传算法全局规划能力与模拟退火法局部优化特性进行有效结合,并具有良好的邻域特性和初值鲁棒性,其优化结果能够保证新型连续回转电液伺服马达跟踪0.001 °/s超低速斜坡信号和满足0.001 °的公差带要求.     

叶片摩擦系数对液压凸轮转子伺服马达转矩性能影响

为研究叶片摩擦系数对液压凸轮转子伺服马达转矩性能的影响,建立了马达转矩的力学模型.通过对叶片进行受力分析,推导了叶片/叶片槽之间的摩擦系数与凸轮转子对叶片的正压力以及叶片对凸轮转子的阻力矩的关系式.利用MATLAB对力学模型进行仿真计算.结果表明,叶片/叶片槽之间摩擦系数的增大会减小叶片之间正压力,从而增大叶片对凸轮转子的阻力矩,导致马达的输出力矩出现明显波动.阻力矩的最大值和平均值与摩擦系数基本呈线性关系.减小叶片和叶片槽之间的形位公差与表面粗糙度能够改善伺服马达的低速特性.     

仿生机器鱼巡游性能分析与实验

以鱼体运动行波方程为动力学基础,参照鱼体尾部运动函数方程设计了"BLRF--I"系列仿鲹科机器鱼.在该系列机器鱼中,采用模块化设计结构,可以方便地更改尾部驱动舵机的数量,形成仅有驱动舵机数量不同、其他机制完全相同的单关节、两关节和三关节仿生机器鱼.对"BLRF--I"系列机器鱼的巡游速度与最小转弯半径进行实验分析.结果表明,"BLRF--I"系列机器鱼尾部驱动舵机数量的增加可以有效地提高巡游速度,最小转弯半径在舵机数量为2时达到最小.进而论证了仿生机器鱼关节数目对机器鱼游动性能的影响,并提出了仿生机器鱼关节数目和巡游速度的关系方程.     

摆叶马达伺服系统的自适应Backstepping控制

通过分析摆叶马达伺服系统的非线性特征,得到整个系统的非线性数学模型,并基于该模型为摆叶马达伺服系统设计了非线性Backstepping控制器.结果表明,与常规PID控制系统相比,非线性Backstepping控制系统跟踪误差降低了约50%;非线性Backstepping控制器具有很高的控制精度,能够满足高精度摆叶马达伺服系统的要求.     

无磁仿真转台用凸轮转子马达叶片干扰力矩

介绍了一种新型的无磁仿真转台用凸轮转子连续回转电液伺服马达的工作原理及特点.通过对其叶片的系统受力分析,得出马达波动力矩产生的机理.利用Matlab软件对马达低速运行时,叶片产生的干扰力矩进行了仿真,并对不同减压阀出口油压及不同叶片厚度下的干扰力矩进行对比,得出相关参数对该类型马达力矩波动产生的影响.为解决该类液压马达存在的低速速率波动现象提供了一定的理论依据.     

高温对电液伺服阀力矩马达振动特性的影响

在高温条件下,特定频率的激励脉冲可能诱发电液伺服阀受迫震荡.为了研究力矩马达振动特性,通过计算得出某电液伺服阀的衔铁组件材料在不同温度下的弹性模量值,运用有限元方法得到力矩马达在不同温度下的衔铁组件固有频率的特征,并且对在高温条件下受高频激励脉冲影响的衔铁组件进行谐响应分析.结果表明,衔铁各组件的固有频率随油温升高而线性降低;力矩马达的共振峰值受高温影响略微提高.     

基于Arduino 模块化机器人视觉系统的研究与设计

基于视觉系统的移动机器人是近年来机器人研究领域的热点,机器人视觉在自动化生产中也变得越来越重要.本文以移动机器人为载体,重点研究并设计了一套移动机器人视觉系统,以视觉系统在移动机器人中的应用为主线,简单介绍了视觉系统中摄像机标定,着重阐述视觉系统对目标的识别与定位以及视觉系统在移动机器人的应用.文中所设计的移动机器人采用Arduino MEGA2560单片机作为主控芯片,负责测距传感器数据采集、定位传感器位置确定、视觉系统伺服控制、驱动电机以及驱动舵机转向等.试验验证移动机器人能准确的运动到目标物体位置,很好的完成既定的任务,移动机器人的视觉系统有效可靠.