高頻電液激振器的特性研究.pdf

1、電液激振器作為振動測試裝備的關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于許多重要的工程領(lǐng)域，如導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星的環(huán)境試驗；工程材料高頻疲勞試驗；水壩、高層建筑等大型工程的抗震試驗等，電液激振器性能好壞，技術(shù)水平的高低直接影響到各個工業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，因此，對電液激振器的研究是一項非常重要的基礎(chǔ)研究。
　　 本課題以國家自然科學(xué)基金項目“電液激振新方法及分解控制技術(shù)研究”和浙江省重大自然科學(xué)基金項目“重載、高頻電液激振技術(shù)基礎(chǔ)研究”為背景，對電液激

2、振器關(guān)鍵部件進(jìn)行改進(jìn)以提高工作頻率上限、振動特征變量的精確控制以及工作頻率提高至諧振段對系統(tǒng)諧振機(jī)理進(jìn)行研究，這項基礎(chǔ)研究工作不僅具有實際的工程應(yīng)用價值，而且補(bǔ)充了電液控制系統(tǒng)理論，同時也為電液高頻激振技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。本論文的主要研究工作和成果如下：
　　 1)傳統(tǒng)的電液激振器，工作頻率受控制閥頻響能力的限制而難以提高到諧振頻率段或者是更高的頻率段，為此采用2D閥作為關(guān)鍵部件，對其機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計以及控制方式進(jìn)行改進(jìn)，構(gòu)成的高

3、頻電液激振器實現(xiàn)激振頻率可提高至諧振段，激振實驗表明控制電液激振系統(tǒng)的這種優(yōu)化的2D閥與標(biāo)準(zhǔn)伺服閥并聯(lián)機(jī)構(gòu)不僅能夠拓寬激振器的工作頻率，而且提高了控制精度。
　　 2)2D閥與一伺服閥并聯(lián)共同驅(qū)動液壓執(zhí)行元件，建立液壓動力機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型，通過定義多個參數(shù)以及分段積分的方式，求解出高頻電液激振器振動波形解析解，基于波形的解析結(jié)果，求解出活塞運(yùn)動的邊界位置、工作狀態(tài)以及狀態(tài)參數(shù)與控制參數(shù)之間關(guān)系的表達(dá)式，實驗結(jié)果與解析結(jié)果吻合良好。建

4、立的數(shù)學(xué)模型不僅是適用于并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制的高頻電液激振器，而且適用于所有的疲勞試驗為背景的電液激振系統(tǒng)。
　　 3)在低頻段，解析得到振動變量(工作頻率、振動幅值和振動偏置)與輸入的控制參數(shù)(2D閥閥芯的旋轉(zhuǎn)速度、2D閥閥芯的軸向位移以及并聯(lián)伺服閥固定的開口面積)之間調(diào)節(jié)關(guān)系表達(dá)式，為便于控制振動特征變量的變化，并提出在并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制下高頻電液激振器的一種替代模型，并給出了工作的有效區(qū)域，模型在實驗中能夠精確的描述其振動特征變量。

5、r>　　 4)經(jīng)典的流體動力學(xué)理論依據(jù)線性系統(tǒng)理論無法準(zhǔn)確描述流動動力系統(tǒng)的諧振機(jī)理，所以提出一種對電液激振系統(tǒng)諧振的分析方法，通過建立電液激振系統(tǒng)方塊圖，在傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)線性化分析中提出非線性部分，得到動態(tài)參數(shù)中的系統(tǒng)的固有頻率，當(dāng)工作頻率提高到固有頻率時，從油源輸入系統(tǒng)的能量與油液倒灌的能量守恒的原理的角度，求解出諧振時負(fù)載壓力以及負(fù)載流量，給出了無阻尼條件下諧振振幅的解析表達(dá)，最后將實驗的工作頻率提高到諧振段，并與理論結(jié)果進(jìn)行比