伺服摆动气缸内置式磁流变阻尼器优化设计

为了实现摆动气缸的伺服精确定位,研究开发了一种内置磁流变阻尼器的伺服摆动气缸.提出了磁流变阻尼器的结构与磁路的集成优化设计模型.推导了磁流变阻尼器的阻尼力矩公式.以最大阻尼力矩和最小磁流变阻尼器体积为单目标函数,利用线性加权和法建立综合目标函数.采用遗传算法获得满足饱和磁感应强度和阻尼器核心结构参数要求的最优方案,使阻尼器的阻尼性能提高了64.4％.经电磁有限元分析验证该优化方案是可行的.     

基于制动控制器的磁流变制动器性能

本文主要对基于制动控制器的磁流变制动器性能进行探究.对磁流变制动器进行结构设计和仿真优化,得出制动器的最优结构,并基于Arduino开发板与L9349功率驱动芯片设计了磁流变制动控制器.为探究基于制动控制器的制动器制动性能,分别进行了不同阶跃信号规律、正弦信号规律的制动力矩跟随实验和制动减速度实验.实验结果得出制动器的响应时间约在40ms,控制系统滞后时间约为70ms,制动力矩在跟随过程中滞后时间约为20ms,与液压制动系统相比具有较快的制动响应.本研究对磁流变制动器的发展和应用奠定了基础.     

内置杆气压缸驱动的机械增力气动夹具设计分析

气压传统夹具具有介质清洁、夹紧动作快速等优点,能够长时间保持恒定夹紧力而基本不消耗能量,但在现代机械制造中的运用却不如液压传动广泛,其关键因素是压缩空气极易泄露,造成气压传统的系统压力不可能太高。该文结合众多研究成果,针对内置活塞杆式气缸驱动的夹紧装置进行性能优化研究,并在其组合创新方面进行探索。     

功率可回收的电液比例偏航阻尼装置的研究

该文论述了用于大型风电机组的功率可回收的电液比例偏航阻尼装置,它是一种新型偏航阻尼装置,介绍了其工作原理及其构成;当风机机舱偏航回转时,它驱动一由电液比例溢流阀加载的"液压泵-液压马达组合",由它为机舱在偏航时施以阻尼力矩,其阻尼力矩可以通过给电液比例阀发出的指令来改变,以使机舱的廻转更加平稳达到最佳的效果,而且驱动液压泵的功率可以大部分回收,减少了发热。该偏航阻尼装置为大型风电机组偏航制动系统增添了一种新的阻尼方式,经试验证明取得了良好的效果。     

摆动气缸位置伺服系统带摩擦力矩补偿的双环控制研究

该文对三通比例流量阀控制的摆动气缸转角位置伺服系统进行研究。分析了由非线性摩擦力矩引起的系统稳态误差及粘滑振荡现象；在此基础上提出采用带摩擦力矩补偿的双环控制，其内环为压力差控制，外环为位置控制，外环采用了摩擦力矩观测补偿器来减小非线性摩擦力矩对系统性能的影响。实验结果表明：与仅有位置控制环的控制策略相比，该方法提高了系统的稳态精度和动态性能。     

SDC六连杆假肢膝关节机构的优化研究

本文提出了改进UCBL(University of California Berkeley,Biome-chanics Labretory)KD型膝关节机构的方案,并论证了提高动态稳定性的措施,在此基础上提出的主要目标函数是摆动相位所需髋关节力矩值以及站立相位与摆动相位髋关节力矩的差值为最小。从而兼顾了步行中两相位的稳定性。本文有助于在设计阶段正确估价假肢装置的性能。     

国产摆式飞剪的平衡研究

本文探讨了国产摆式飞剪在剪切速度由1.5m/s提高到2m/s时,摆动力、摆动力矩、输入扭矩波动及各运动副反力的合理平衡途径,提出了配重与气缸综合平衡方法及其合理参数的确定方法,最后在摆式飞剪模型样机上测试验证了气缸的平衡作用以及本文所采用的动力分析计算方法的正确性。     

偏心负载作用下的摆动气缸速度稳定性判据

为了定量确定偏心负载对垂直装置的摆动气缸运动影响程度,建立了偏心负载作用下的摆动气缸数学模型.通过仿真,发现其加速度曲线呈现双驼峰形.为了表征这种现象,定义加速度曲线的第2峰值与第1峰值的比值vα作为速度稳定性判据,并进一步通过试验验证了选择该比值作为稳定性判据的合理性.该判据解决了偏心负载对垂直装置的摆动气缸运动影响程度的定量问题.     

活塞式压气机性能测试实验教学装置改进

搭建了活塞式压气机性能测试实验教学装置,可测量吸气温度、 压缩终了气压、 储气罐内气压、 转速、 减压阀后排气气压、 温度和流量等参数,用于计算其实际排量、 功耗 、 容积效率和等温压缩效率等参数.改造前,采用毛细管作为引压管,两端分别焊接至气缸侧壁取压孔和快装接头,存在测压值偏低和频繁脱焊等故障.改造后,从气缸排气口...     

热气致动双稳态微型阀响应时间的仿真及实验

在设计微型阀时,关键点之一是对响应时间进行估算。设计一种热气致动双稳态微型阀,应用热电类比方法建立简化模型,对开阀响应时间进行估算。在流量测量的基础上,建立气流升压模型,计算了流经此微型阀的气体填充一定空间所需要的响应时间。分析结果显示:当加热膜片的厚度分别为8μm和25μm时,开阀响应时间分别为11.4ms和20.2ms。在200kPa压强差下,气流在55.5μL空间内的升压响应时间为7.6ms。对微型阀的性能进行测试,证明了热电类比简化模型能够很好的模拟开阀响应时间,气流升压模型能够对微型阀开阀后性能进行很好的估计。     

一种新型的高频响导弹气动舵机的动力机构特征分析

首次提出了一种气体开关式气液联控伺服系统 ,描述了此类系统的基本结构和工作原理 ,给出了相应动力机构的数学模型 ,在典型参数下进行了仿真计算 ,并详细分析了此类动力机构的静、动态特性。提出了用气体开关式气液联控伺服系统可以实现常规气压伺服控制系统难以实现的高频响、高精度、高刚度的结论 ,从而为高性能导弹气动舵机的控制寻求出一条新的途径     

凸轮转子叶片马达的过渡曲线中心角参数优化

提出了针对凸轮转子外轮廓过渡曲线段的参数优化设计方法.通过对马达关键参数解析式推导及分析,得出了压力角、叶片干扰转矩、流量脉动、泄漏量与过渡曲线中心角之间的关系.通过解析计算及仿真,得出了该类型叶片马达凸轮转子设计的理论依据和优化参数.经过实验验证,基于该中心角优化参数设计的凸轮转子叶片马达取得了良好的伺服精度,证明了凸轮转子过渡曲线段中心角参数优化设计的正确性和可行性.     

伸缩鸭舵式修正迫弹螺杆传动机构工况研究

为研究伸缩鸭舵式修正迫弹执行机构工况,建立了执行机构在伸展过程中的时间模型和动力学模型,探讨了机构的连杆长度和起始位置角对伸展响应时间和电机输出扭矩的影响.计算结果表明:电机转速为3 000r/min时,螺杆传动机构的伸展响应时间小于25 ms且满足工程要求;鸭舵受到最大空气动力为30 N时,执行机构能够控制鸭舵自由伸缩,所需电机扭矩小于0.5 N·m;连杆长度和起始角度越大,电机输出扭矩越小且变化趋于平稳.      

离心式作动器及驱动系统研究与实现

作动器系统作为直升机结构响应主动控制系统（ACSR）执行元件的重要核心部件,其控制性能 直接关系到振动的抑制效果。本文研制了一套基于永磁无刷直流电机驱动的离心式作动器原理样机,详细 阐述了系统组成及工作原理,论述了作动器输出力频率、幅值和相位的调节方式。依据离心式作动器的原 理建立了偏心块的输出力方程,选取了 MAXON 公司生产的 EC60 flat 411678 无刷电机作为驱动源。设计 了作动器伺服控制系统,针对功率驱动中的隔离 DC/DC、自举二极管、自举电容、电流驱动能力及母线支 撑电容等关键参数进行了详细设计。通过实验验证,电机转速误差最终被控制为 1%以内,位置响应时间 小于 50mS,振动抑制在 0.0015g 以下,取得了较好的控制性能,为离心式作动器系统在直升机平台的应用 奠定了基础。     

电流变传动器的远程动态测试

基于Lab VIEW软件,结合自主研发的圆盘式电流变传动机构,构建一个高性价比的虚拟仪器远程测试平台,方便地测量圆盘式电流变传动机构的响应时间、分析系统动态性能,进行伺服控制实验.在实验装置的主动盘和中间盘之间加以适当的电场,可以在输入轴转速变化的情况下,使小的输入力矩Msi克服大的负载力矩Mso,实现输出角度跟踪输入角度.     

Self-correcting wavelet neural network control of continuous rotary electro-hydraulic servo motor

In allusion to the problem of friction,leakage,vibration and noise existing in continuous rotary motor electro-hydraulic servo system,highly nonlinearity and uncertainties affecting the system performance,based on the transfer function of electro-hydraulic servo system,a kind of Pol-Ind friction model is proposed.The parameters of Pol-Ind friction model are identified and the accurate mathematical model of friction torque is obtained by experiment.The self-correcting wavelet neural network(WNN) controller is proposed,and Adam optimization algorithm is used to perform gradient optimization on scale factor and displacement factor in wavelet basis function,so as to improve the speed and precision of parameter optimization.Through comparative simulation analysis,it is clearly that the self-correcting WNN controller can effectively improve the frequency response and tracking accuracy of continuous rotary motor electro-hydraulic servo system.     

直驱式电液伺服转叶舵机AFSM-LTOC控制器

针对直驱式电液伺服转叶舵机的控制问题,提出一种带有负载力矩观测补偿的自适应模糊滑模设计方案.采用自适应模糊滑模控制解决由于系统的不确定性及干扰的存在而不能准确控制的问题,使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型.引入负载力矩观测补偿的方法,对负载力矩进行实时动态补偿,抑制负载力矩对系统响应和速度跌落的影响,提高系统的响应速度.基于李雅普诺夫函数推导出规则参数调整的自适应率,保证闭环控制系统的稳定性.实验结果表明:该控制器能够补偿执行单元的交流特性,降低稳态误差,抑制负载力矩扰动,提高系统的鲁棒性和动态特性.     

电磁直驱静液作动器多学科建模与优化

针对汽车电动化与智能化对线控系统执行元件日益严苛的需求,提出了一种高功率密度动圈式直线执行器直接驱动液压泵活塞,进而实现作动筒容积伺服控制的电磁直驱静液作动器,有效缩短了动力传递路径.建立了作动器电磁-机械-液压-控制耦合的多学科仿真模型,设计了直驱活塞运动的滑模-自抗扰控制算法,分析了单向阀阀芯球座直径、阀芯球体直径、弹簧刚度和弹簧预压力等结构参数对作动器性能的影响规律;以作动器动态响应时间为优化目标,通过遗传算法优化了单向阀的结构参数.仿真与实验结果验证了电磁直驱静液作动器多学科建模及优化的有效性,在直驱活塞运动幅值±5 mm、频率20 Hz典型工况下,作动器20 mm行程的响应时间小于0.2 s.     

非轴对称车削成型方法探讨

为了设计适于非轴对称车削的快速刀具伺服系统,考察刀具在往复直线和摆动驱动方式下的非轴对称车削成型运动,分析刀具驱动机构高速往复运动对机床的影响,提出大幅度非轴对称车削应采用摆动式驱动机构。根据零件表面数据与刀具运动位置数据的转换关系,基于环曲面光学零件型值数据和函数表达,分别设计刀具运动轨迹计算方法,给出刀具往复直线和摆动运动规律。该文结果为快速刀具驱动机构及其控制器的设计提供了原始数据。