伺服變量泵的開發(fā)與變量泵控系統(tǒng)性能研究.pdf

1、泵控系統(tǒng)相對(duì)于閥控系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保、性能穩(wěn)定、系統(tǒng)發(fā)熱量小、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái),受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。泵控系統(tǒng)中的直驅(qū)泵控系統(tǒng)需要大功率伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙向定量泵,成本較高,并且我國(guó)大功率伺服電機(jī)技術(shù)相對(duì)落后,針對(duì)這些問(wèn)題,本文采用小功率伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)變量泵斜盤斜盤調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的方式開發(fā)出一種新型伺服變量泵,建立了基于伺服變量泵的變量泵控系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)的性能特征進(jìn)行系統(tǒng)的仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文分析總結(jié)了變量泵的發(fā)展與存在問(wèn)題,采

2、用用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來(lái)調(diào)節(jié)柱塞泵斜盤變量機(jī)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)變量泵輸出排量的精確控制。給出了新型伺服變量泵的主要參數(shù),對(duì)其的關(guān)鍵元件進(jìn)行設(shè)計(jì)和校驗(yàn)。對(duì)新型伺服變量泵流量輸出特性與脈動(dòng)情況進(jìn)行了分析,表明該伺服變量泵相對(duì)于傳統(tǒng)的液壓或電動(dòng)控制變量泵,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、線性度好的優(yōu)點(diǎn),為構(gòu)建伺服變量泵控系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
　　采用新開發(fā)的伺服變量泵構(gòu)建了變量泵控系統(tǒng),分析了變量泵控系統(tǒng)中各模塊的工作原理及其性能特點(diǎn),并對(duì)系統(tǒng)中的

3、一些非線性環(huán)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè)和簡(jiǎn)化,采用解析法分別對(duì)伺服電機(jī)模塊、聯(lián)軸器模塊、絲杠螺母模塊、斜盤模塊、泵控缸模塊進(jìn)行了建模,最終獲得了變量泵控泵統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。借助Matlab/Simulink仿真軟件,對(duì)伺服變量泵及泵控系統(tǒng)特性進(jìn)行了仿真研究,分析了排量系數(shù)、絲杠螺距及其它因素對(duì)伺服變量泵及其泵控系統(tǒng)性能的影響規(guī)律。
　　闡述了反饋一前饋迭代學(xué)習(xí)控制原理及其收斂性,完成反饋一前饋控制器的設(shè)計(jì)。分別采用PID控制策略和反饋一前饋迭代

4、學(xué)習(xí)控制策略,對(duì)泵控系統(tǒng)的位置伺服性能進(jìn)行仿真,研究了控制器中各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)速度、控制精度、調(diào)整時(shí)間超以及調(diào)量的影響規(guī)律,表明反饋一前饋迭代學(xué)習(xí)控制可很好的消除時(shí)滯效應(yīng),提高跟蹤精度。
　　建立了基于PC機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制卡的變量泵控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別采用PID控制算法、反饋一前饋迭代控制控制算法,對(duì)變量泵控系統(tǒng)進(jìn)行了階躍響應(yīng)、方波以及余弦曲線的跟蹤控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明反饋一前饋迭代學(xué)習(xí)控制器可有效的減小或消除時(shí)滯和死區(qū)因素等對(duì)系統(tǒng)的