數字配流與調速式低速大扭矩液壓馬達及其特性研究.pdf

1、上海交通大學博士學位論文數字配流與調速式低速大扭矩液壓馬達及其特性研究姓名：泮健申請學位級別：博士專業(yè)：機械電子工程指導教師：朱向陽；施光林201105上海交通大學工學博士學位論文采用RBF(gadicalBasisFunction)人工神經網絡對所使用的高速電磁開關閥進行了模型辨識，建立了以PWM控制信號頻率、占空比為輸入，高速電磁開關閥流量為輸出的模型。結合液壓馬達本體柱塞腔的運動學與排量分析，得出了新型液壓馬達的靜態(tài)數學模型。在液

2、壓馬達各個柱塞腔受力分析的基礎上，分角度區(qū)間研究了高壓油從通過高速電磁開關閥到最終形成合扭矩推動液壓馬達曲軸旋轉的動態(tài)過程，并使用Laplace極限定理法對模型中與液壓馬達相關的參數進行了辨識，最終建立了新型液壓馬達的動態(tài)數學模型，為新型液壓馬達特性的仿真與分析提供理論依據。3)進行了新型液壓馬達配流特性及其影響因素的仿真分析基于所建立的新型液壓馬達動態(tài)數學模型，以逆時針方向旋轉為例，詳細分析了新型液壓馬達配流特性的影響因素，主要包括柱

3、塞腔初始控制體積，絕對值角度編碼器以及高速電磁開關閥三個方面。柱塞腔初始控制體積主要影響配流過程中各個切換區(qū)間內轉速波動的范圍；絕對值角度編碼器的分辨率對配流過程中角度切換點有著明顯的影響；絕對值角度編碼器初始安裝角度的偏差主要影響了配流過程中的總驅動扭矩，從而帶來新型液壓馬達帶載能力的變化；在高速電磁開關閥方面，研究了不同開啟與關閉延遲時間以及流量特性差異對配流特性的影響。最后對比了逆時針和順時針配流過程，并分析了配流狀態(tài)切換過程。配

4、流特性的仿真分析結論為新型液壓馬達的樣機設計提供了依據。4)開展了新型液壓馬達調速特性與低速特性的仿真分析基于所建立的新型液壓馬達靜態(tài)數學模型，初步研究了新型液壓馬達的調速特性，給出了不同控制信號占空比下液壓馬達的輸出轉速隨液壓馬達曲軸轉角的關系曲線。針對由于柱塞腔數目變化導致的轉速突變問題，提出了一種匹配高速電磁開關閥控制信號占空比的補償方案。在新型液壓馬達動態(tài)數學模型的基礎上，以逆時針方向旋轉為例，仿真分析了高速電磁開關閥占空比與開

5、關頻率，粘性阻尼系數與負載慣量以及外負載扭矩等因素對調速特性的影響。此外，還結合低速域液壓馬達摩擦扭矩非線性特性研究了新型液壓馬達的低速特性。從而從理論上驗證了新型液壓馬達具有更為方便的調速方式以及更小的最低轉速。對調速特性與低速特性的仿真分析進一步展示了新型液壓馬達區(qū)別子傳統(tǒng)液壓馬達的優(yōu)良特性，為后續(xù)新型液壓馬達樣機的開發(fā)與實驗提供指導。5)研制了新型液壓馬達樣機及其測控系統(tǒng)在考慮額定流量與壓力以及開啟與關閉延遲時間等因素后，選擇了合