非对称一体化电液作动系统的分析与设计.docx

论文题目:
非对称一体化电液作动系统的研究与
设计
作者姓名: 史连入学时间:2009 年 9 月 专业名称: 控制理论与控制工程研究方向: 智能机器人指导教师: 高波职 称:副 教 授
论文提交日期:2012 年 5 月
论文答辩日期:2012 年 6 月 4 日授予学位日期:
STUDY AND DESIGN OF ASYMMETRICAL INTEGRATION ELECTRICAL HYDROSTATIC ACTUATOR SYSTEM
A Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree of
MASTER OF PHILOSOPHY
from
Shandong University of Science and Technology
by
Shi Lian
Supervisor: Professor Gao Bo
College of Information and Electrical Engineering
May 2012
声 明
本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文,除了所列参考文献和世所公认的文献外,全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。
硕士生签名: 日 期:
AFFIRMATION
I declare that this dissertation, s ubmitted in fulfillme nt of the require ments for the award of Master of Philosophy in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been submitted for qualification at any other acade mic institute.
Signature: Date:
摘 要
近年来电液伺服系统凭借其响应快,精度高等优点在国防、航天以及各民用领域得到广泛应用,然而随着电力电子技术和新材料技术等的迅猛发展,传统的电液伺服系统逐渐暴露出一些固有的缺点,大大限制了电液伺服系统在应用领域的推广。随着交流伺
服技术的不断发展,一种新型电液伺服系统——一体化电动静液作动系统就应运而生了。该系统既有液压系统出力大的特点又有电动机控制灵活的特点,还具有节能、重量轻、
体积小、可靠性高、安全性强、维修方便、可实现随控布局等显著优势。因此,致力于对一体化电动静液作动系统的研究,并逐步将其推广应用到工程领域具有十分重要的意义。
本文介绍了一体化电动静液作动系统的研究背景和意义,针对工程领域的应用特点采用非对称液压缸作为系统的执行机构。详细阐述了非对称一体化电动静液作动系统的基本结构及其工作原理,并在此基础上制定了非对称一体化电动静液作动系统的总体方
案。根据工程领域的要求选择合适的控制器、交流永磁同步电机(PMSM)、柱塞式定量泵、非对称液压缸和其他液压元件,对系统的控制器和引入的 PID 控制算法进行了简单
的介绍。建立了永磁同步电机的数学模型,分析了泵控缸液压动力机构并对其建立数学模型,进而建立了非对称一体化电动静液作动系统的数学模型。最后,采用 Matlab 软件分别对对称系统和非对称系统进行仿真,以对称系统的理想模型为参考对非对称系统的性能进行分析研究,并利用 PID 算法对系统的数学模型进行验证,为进一步改善系统的动态特性提供理论依据。
关键词:一体化电动静液作动系统,非对称液压缸,控制器,仿真
ABSTRACT
In recent years, with its fast response, high accuracy and other advantages , electro-hydraulic servo system has been applied widely in the national defense, aerospace, and civil areas. However, with the rapid development of power electronics technology and new materials technology, the traditional electro-hydraulic servo system has gradually exposed its inherent disadvant