电液混合动力机构及其位置控制系统研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要电液伺服控制系统以其出力大，响应快，精度高等优点被广泛用于航天、国防以及各民用工业甚至日常生活中;交流伺服电动机则以其可靠性高，控制方便等优点在自动控制领域中具有广阔的发展前景。电液混合动力机构(又称为直驱式电液伺服系统)综合了二者的优点，具有体积小，结构简单，节能高效，易于计算机控制等显著优点，被认为是液压控制的重要发展方向之一。在查阅大量国内外有关文献的基础上，本文综述国内外电液混合动力机构的研究概况，介绍各种电液伺服控制系统和交流伺服电动机的优缺点，重点阐述电液

2、混合动力机构的原理和特点，指出电液混合动力机构的广阔应用前景。建立电液混合动力机构中的泵控双非对称缸的数学模型，并进行计算机仿真;分析交流伺服电动机的调速原理，介绍交流伺服电动机的数学模型;建立电液混合动力机构的数学模型并通过系统的开环和闭环频率特性对系统的稳定性，精度和快速性进行了分析。概述了常用的控制策并对本文采用的PID控制算法进行了重点分析，介绍了几种控制算法并作了对比，最后在试验中进行了实际应用，试验结果表明PID控制算法对本动力机构而言能够满足控制要求。完成了电液混合动力机构的结构设计与加

3、工、装配、调试，完成了电气线路连接，建立了电液混合动力机构的阻力加载试验台，编制了控制软件。进行了阶跃信号响应和斜坡信号响应的试验研究。试验结果表明，本文设计和采取的系统控制方案合理可行，实际试验所达到的指标基本满足船用舵机的各项指标要求，研制的电液混合动力机构及其加载试验台是成功的。关键词电液混合动力机构;容积调速;泵控双非对称缸;变频调速哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheelectro-hydraulicservosystemhasbeenappliedextensivelyin

4、manyfieldssuchasspaceflight,nationaldefenseandsomeotherindustryfields.Atpresent,ACservosystemhasperfectdevelopmentandforegroundinthefieldsuchasautomationwithgoodreliabilityandconvenientcontrolperformance.Theelectro-hydraulichybridpowermechanismistheoutc

5、omeofthem.Itpossessesmanyadvantagessuchassmallerbulk,simplerconstruct,energysavingbeingpronetocontrolwithcomputerandsomeothers,sothesystemisconsideredasoneofthemostimportantdirectionsinthefieldofhydraulic-control.Havinglookeduprelatedliteraturesandrefer

6、encematerialsathomeandabroad,thispapersummarizedthedevelopmentsoftechnologyrelatingtoelectro-hydraulicservosystemandACservosystemandanalyzedadvantagesanddisadvantagesofsomeelectro-hydraulicservosystemsandACservosystems.Themathematicalmodelofsingle-actin

7、gcylindersubsystemisbuiltinthispaper.Thesimulationindicatesthatthereliabilityofthesystemcanmeettheexperiment.TheprincipleoftimingofACsystemisanalyzed,too.Finally,themathematicalmodeloftheelectro-hydraulichybridpowermechanismisbuilt.Invirtueofopen-loopBo

8、deplotandclose-loopBodeplot,thepaperanalyzedtheperformanceofthesystem.SeveralcontrolstrategieswereintroducedinthispapertoanalyzethecharacteristicsofthesystemincludingthePIDcontrolstrategiesandsomeotherreformativePIDstrategies.Byc