本文以电磁力的阶跃响应为研究对象,利用Matlab/Simulink建立电磁铁的仿真模型,仿真分析得到电磁力的阶跃响应,对优化比例电磁铁的结构设计起到指导意义。

针对具有周期性变化特性的柱塞泵类负载造成永磁同步电机产生周期性转速脉动的问题,研究了一种基于自适应陷波滤波器的柱塞泵用PMSM周期性转速脉动抑制方法。分析了柱塞泵类负载的负载特性,在转速电流双闭环矢量控制系统基础上,分析了传统离散傅里叶变换法提取电流谐波的原理和缺点,提出利用电机转子位置构造自适应陷波滤波器来提取电机q轴电流中谐波分量,作为补偿电流叠加在q轴电流指令上,抑制柱塞泵类负载带来的转速脉动。仿真和实验结果表明,该转速脉动抑制方法能够有效降低柱塞泵类负载下电机稳态转速脉动,额定转速下的脉动可降低到原来的18%,提高了电机运行的平稳性,降低了整个液压系统的运行噪声。

滑阀的内泄漏会使阀控缸系统中的油缸活塞产生自行动作,为减小滑阀内泄漏量,在影响滑阀内泄漏的诸多因素中,选择了易于实现且成本较低的方案——增大滑阀阀芯和阀套的搭接量,同时为了弥补死区以及滑阀工作锐边变钝对滑阀性能的影响,基于数字伺服阀,采用分段变增益的流量增益补偿方案对滑阀中位的线性补偿技术进行了研究。经试验表明,降低滑阀内泄漏及滑阀中位线性补偿方案有效的保证了滑阀的低泄漏及空载流量增益的线性特性。

为解决传统数字阀驱动复杂、可靠性低、控制驱动器体积大等问题,设计了一种偏心拨杆数字阀用位置控制驱动器。该控制驱动器以STM32F103RET6作为控制核心,以LMD18200智能模块作为驱动单元,采用模拟霍尔位置传感器检测电机转角位置,通过控制有限转角电机,进而实现对偏心拨杆数字伺服阀的驱动。介绍了伺服系统的总体方案、系统硬件、软件设计及控制算法,并对系统样机进行了试验。试验证明,该伺服控制驱动器集成度高,体积小,能够实现高精度、高动态的位置伺服控制。

比例电磁铁的静态特性与盆形极靴的形状息息相关,以梯形宽度和极靴角作为研究对象,利用电磁仿真软件建立比例电磁铁的仿真模型,仿真分析得到盆形极靴的形状参数对比例电磁铁位移-电磁力特性和电流-电磁力特性等静态性能的影响,对优化比例电磁铁结构设计起到指导作用,最后通过试验验证了仿真的正确性并给出了结论。

数字阀的工作原理是驱动机构直接驱动阀芯运动,驱动机构集成了伺服电机和滚珠丝杠,伺服控制器实现对驱动机构的精确控制,驱动机构的动态和静态特性决定了数字阀的动态静态特性。伺服控制器硬件设计采用了TI公司的TMS320F28069作为主控芯片,DRV8332作为驱动芯片的架构模式。同时,在软件算法上,引入了变增益和分段式PI的控制方法实现了对数字阀死区的有效补偿。实验结果表明,这种控制技术很好的满足了数字阀的性能要求。

简述了活塞式液压减摆器的工作原理,建立了考虑油液弹性模量的减摆器油液流量方程。在AMESim环境下,进行减摆器产品阻尼特性仿真分析,分析了油液弹性模量对于液压减摆器产品阻尼特性的具体影响。仿真结果与实际减摆器产品试验测试结果相吻合,表明油液弹性模量是影响减摆器产品阻尼特性的关键因素。为提高液压减摆器在相同工况下的阻尼力矩,实现更好的阻尼效果,在充填过程中须确保排净减摆器产品容腔内的气体。

偏导射流液压放大器是偏导射流伺服阀中的核心组件,其性能一定程度上决定了整阀性能,流量增益是偏导射流液压放大器的一项关键特性。通过定性分析及理论推导相结合的方式,得出了偏导射流液压放大器流量增益非线性模型,该非线性与偏导板喷射口宽度及分流劈尖宽度有关。当偏导板位移较小时,流量增益为恒值;当偏导板位移达到喷射口宽度及分流劈尖宽度之和的一半时,偏导射流液压放大器的流量特性达到饱和。最后,通过对实物进行测试验证了模型的正确性。