中空摆动式电液伺服马达性能实验与密封摩擦计算

论文摘要

三轴飞行仿真转台是具有重要国防战略意义和经济价值的半实物高精度仿真设备,其性能优劣决定着飞行器仿真结果的逼真度。随着我国现代军事对仿真转台性能指标要求的不断提高,对仿真转台各框架响应指标提出更高要求,电液位置伺服系统将电信号处理方便和液压系统响应快、功率大的优点融为一体,内框用电液伺服马达为适应长尺寸,大直径负载,做成中空式驱动装置,以输出扭矩大及可以实现超低速性能的优点广泛应用于仿真转台。本文对中空摆动式电液伺服马达展开研究。在查阅了大量国内外相关文献的基础上,综述了中空摆动式电液伺服马达的研究现状及电液伺服马达超低速性能影响因素,分析了中空摆动式电液伺服马达的关键技术。针对液压仿真转台提出的超低速、宽调速、高频响等性能指标,本文对中空摆动式电液伺服马达进行了理论分析和结构研究。本文以中空摆动式电液伺服马达为研究对象,主要研究以下内容:通过采用正交试验法进行密封材料摩擦磨损试验研究密封材料??聚四氟乙烯的最佳填充材料和配比;使用流固耦合计算软件ADINA分析了其动密封的摩擦特性,并根据后处理结果计算摩擦力和摩擦转矩,为中空摆动式电液伺服马达的设计提供了理论基础,建立了中空马达电液位置伺服系统数学模型,并针对实际系统进行了参数计算。在此基础上,采用微分前馈控制策略对该位置伺服系统进行仿真研究。本文完成了中空摆动式电液伺服马达的装配和调试,搭建了中空摆动式电液伺服马达位置控制系统实验台,组装了实验装置的硬件接口电路,使用可视化控制软件对电液位置伺服系统进行了低速性能、阶跃响应和正弦响应实验研究,对实验结果进行了分析,并提出改进措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 中空摆动式电液伺服马达的研究现状
• 1.2.1 中空摆动式电液伺服马达简介
• 1.2.2 中空摆动式电液伺服马达研究现状
• 1.3 影响电液伺服马达超低速性能的主要因素
• 1.4 中空摆动式电液伺服马达的技术特点
• 1.4.1 中空摆动式电液伺服马达的密封问题
• 1.4.2 中空摆动式电液伺服马达的变形问题
• 1.5 研究的主要内容
• 第2章 中空摆动式电液伺服马达的结构性能分析及摩擦特性研究
• 2.1 引言
• 2.2 中空摆动式电液伺服马达的结构模型及工作原理
• 2.3 中空摆动式电液伺服马达的基本参数及理论分析
• 2.3.1 基本结构介绍
• 2.3.2 基本性能的理论分析
• 2.4 马达的摩擦特性研究
• 2.4.1 摩擦特性的理论分析
• 2.4.2 摩擦转矩特性简化
• 2.4.3 摩擦密封材料的选择
• 2.4.4 密封形式的确定
• 2.4.5 填充聚四氟乙烯摩擦磨损性能
• 2.5 本章小结
• 第3章 中空摆动式电液伺服马达摩擦力及摩擦转矩计算
• 3.1 引言
• 3.2 计算方法—ADINA 软件简介
• 3.2.1 ADINA 概述
• 3.2.2 ADINA 基本分析过程
• 3.3 计算条件
• 3.4 计算过程
• 3.4.1 ADINA 计算过程
• 3.4.2 摩擦力和摩擦转矩计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统建模与仿真
• 4.1 引言
• 4.2 电液位置伺服系统数学模型的建立
• 4.2.1 中空摆动式电液伺服马达动力机构传递函数
• 4.2.2 电液伺服阀传递函数
• 4.2.3 伺服放大器传递函数
• 4.2.4 单通道电液位置伺服系统传递函数
• 4.2.5 电液位置伺服系统数学模型参数计算
• 4.3 电液位置伺服系统仿真
• 4.3.1 常规PID 控制
• 4.3.2 输入信号微分前馈及速度反馈复合控制仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 中空摆动式电液伺服马达性能试验研究
• 5.1 引言
• 5.2 电液位置伺服系统试验台组成
• 5.3 控制系统软硬件设计
• 5.3.1 控制系统硬件设计
• 5.3.2 控制系统软件设计
• 5.4 中空摆动式电液伺服马达性能试验
• 5.4.1 中空摆动式电液伺服马达低速性能试验
• 5.4.2 中空摆动式电液伺服马达频率响应试验
• 5.4.3 中空摆动式电液伺服马达位置精度试验
• 5.5 试验结果分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢