直驅(qū)式系統(tǒng)雙向泵流場(chǎng)分析與低速特性研究.pdf

1、作為一種新型的電液伺服系統(tǒng)，直驅(qū)式系統(tǒng)使用交流伺服電機(jī)和雙向定量泵的組合，取代了傳統(tǒng)電液伺服系統(tǒng)中的伺服閥和變量泵，通過(guò)調(diào)節(jié)交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來(lái)控制雙向泵的輸出流量，進(jìn)而控制液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)。直驅(qū)式系統(tǒng)具有高效節(jié)能、小型集成化、操縱與控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國(guó)民生產(chǎn)和軍事領(lǐng)域。
　　對(duì)于精確控制場(chǎng)合，系統(tǒng)的低速輸出性能尤為重要，避免出現(xiàn)抖動(dòng)等不穩(wěn)定現(xiàn)象。雙向泵是直驅(qū)式系統(tǒng)重要的液壓元件，它固有的內(nèi)泄漏、壓力脈動(dòng)和流量脈動(dòng)

2、影響系統(tǒng)輸出的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性，這些影響在系統(tǒng)低速情況下更為明顯。因此，對(duì)直驅(qū)式系統(tǒng)雙向泵流場(chǎng)分析和低速特性研究具有重要意義。
　　本文建立了直驅(qū)式系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，包括伺服電機(jī)數(shù)學(xué)模型和液壓驅(qū)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，建立了雙向泵的內(nèi)泄漏模型以及流量脈動(dòng)模型;通過(guò)Fluent仿真軟件分析雙向泵內(nèi)部的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)以及輸出流量，根據(jù)這些物理量分析泵的泄漏現(xiàn)象、渦旋現(xiàn)象、壓力脈動(dòng)現(xiàn)象以及流量脈動(dòng)現(xiàn)象，得出這些因素對(duì)泵輸出特性的影響;通過(guò)流量脈動(dòng)的數(shù)學(xué)

3、模型分析齒輪參數(shù)對(duì)脈動(dòng)率大小的影響，并根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化齒輪泵的參數(shù)，降低流量脈動(dòng)率。
　　本文在AMESim仿真軟件中建立直驅(qū)式系統(tǒng)液壓部分仿真模型，在Matlab/Simulink仿真軟件中建立伺服電機(jī)控制模型，并將泄漏模塊和流量脈動(dòng)模塊加入直驅(qū)式系統(tǒng)仿真中，分析這兩種現(xiàn)象對(duì)系統(tǒng)輸出性能的影響。最后，基于PID控制方法，在泵出口設(shè)置壓力閉環(huán)伺服控制，對(duì)整個(gè)直驅(qū)式系統(tǒng)進(jìn)行位置閉環(huán)伺服控制，減小泵流量脈動(dòng)和泄漏對(duì)輸出的影響。通過(guò)仿真