高速比例电磁铁动静态特性测试系统的研究

论文摘要

比例电磁铁是电液比例控制系统中的关键执行器件。作为一个动力元件,比例电磁铁的静、动态性能直接影响到由它所构成的元件及装置的整体性能,通过对电磁铁的静动态特性分析,可以预示比例电磁铁往复振动的最高频率、工作行程等重要特性,对电磁铁的设计制造和实际应用具有一定的参考价值。目前的比例电磁铁的输出力和响应都很有限,但随着机械工业的的发展,对高频响应、高精度的控制元件和控制技术的要求越来越高。因此对高速比例电磁铁的静、动态性能进行测试是非常必要的。本论文结合共轨高速比例电磁铁设计研究课题,研制了高速比例电磁铁的性能测试系统,实现了高速比例电磁铁动静态特性的分析,对电磁铁的设计优化和产品的质量控制,具有重要的技术意义和工程应用价值。本论文分以下六个章节来阐述课题的相关内容。1.论文第一章介绍了电液比例技术的和比例电磁铁的基本情况,概述了高速比例电磁铁特性测试的国内外研究现状,提出了课题的研究意义,最后阐述了本课题的研究内容。2.论文第二章介绍了测试系统的作用、组成和测试指标,完成了测量装置动态特性的数学建模,最后提出了比例电磁铁的动静态特性测试指标。3.论文第三章介绍了静态测试系统的设计方案,对测试装置的结构和工作原理进行了阐述,完成了测试系统设备选型和软件设计。4.论文第四章介绍了动态测试系统的设计方案,对测试装置的工作原理进行了阐述,开发了基于电流、力和位移等多变量综合测量的,机电仪一体化的电磁铁动态测试系统。5.论文第五章介绍了比例电磁铁实验情况并对结果进行了分析。6.论文第六章总结了课题研究中的几个关键技术,同时也列举出了测试系统的一些不足。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 电液比例技术概况
• 1.1.2 比例电磁铁简介
• 1.1.3 高速比例电磁铁特性测试的国内外研究现状
• 1.2 课题的研究意义
• 1.3 课题的研究内容
• 第2章 测试系统基本特性和技术指标
• 2.1 测试系统的作用
• 2.2 测试系统的结构
• 2.3 测试系统的静态特性
• 2.4 测试系统的动态特性
• 2.4.1 线性系统及其特征
• 2.4.2 测量装置动态特性的数学模型
• 2.5 比例电磁铁的测试指标
• 2.6 本章小结
• 第3章 高速比例电磁铁静态特性测试系统的研究
• 3.1 测试系统的方案设计
• 3.2 测试装置的结构和工作原理
• 3.3 测试系统设备选型
• 3.3.1 力传感器
• 3.3.2 位移传感器
• 3.3.3 比例控制放大器
• 3.4 测试系统的软件设计
• 3.4.1 串口采集模块
• 3.4.2 Access数据库模块
• 3.5 本章小结
• 第4章 高速比例电磁铁动态特性测试系统的研究
• 4.1 测试系统方案设计
• 4.2 测试系统结构和工作原理
• 4.3 测试装置结构分析
• 4.3.1 测试装置建模
• 4.3.2 弹簧装置可行性分析
• 4.4 测试系统采样频率的选择
• 4.4.1 采样定理
• 4.4.2 采样周期对测试系统性能的影响
• 4.4.3 采样频率的经验值
• 4.5 测试系统设备选型
• 4.5.1 研华PCI-1710数采卡
• 4.5.2 激光位移传感器
• 4.6 测试系统的软件设计
• 4.6.1 板卡数据采集模块
• 4.6.2 滤波模块
• 4.6.3 FFT变换模块
• 4.7 本章小结
• 第5章 高速比例电磁铁测试系统的实验研究
• 5.1 高速比例电磁铁静态特性测试
• 5.2 高速比例电磁铁动态特性测试
• 5.2.1 阶跃响应分析
• 5.2.2 跟随情况分析
• 5.3 反光片结构对动态测试的影响
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结和展望
• 6.1 课题研究总结
• 6.2 课题研究展望
• 参考文献
• 致谢