基于功率回收的滚珠丝杠寿命试验台液压系统仿真分析

发布时间：2017-04-01 17:03

  本文关键词：基于功率回收的滚珠丝杠寿命试验台液压系统仿真分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文研究重载滚珠丝杠寿命试验台液压系统，主要对转速控制系统、转速控制系统油源压力控制和加载系统回油功率进行分析。要求转速控制系统转速满足实验要求的同时保证在将加载系统高压回油回收至转速控制系统油源的条件下油源压力稳定。 首先分析转速控制系统。转速控制系统采用阀控马达液压系统，，这样虽然伺服阀阀口压降导致的功率损失和发热不可避免，但是通过将对滚珠丝杠进行轴向加载的加载系统回油引入伺服阀油源可以有效对加载系统回油进行功率回收。运用Matlab/Simulink对转速控制系统进行建模和仿真分析，并利用PID控制器和滞后矫正使系统稳定并提高系统性能，使转速控制系统输出转速能够满足要求。 其次对转速控制系统油源进行建模分析。借助Matlab/Simulink软件对系统中液压元件进行建模并仿真，得到可靠的仿真模型后再搭建油源系统模型。由于加载系统液压缸无杆腔回油流量与转速系统转速呈比例关系，因此对不同转速条件下油源压力进行仿真分析。 最后分别在恒转速和变转速条件下对加载系统回油回收功率进行分析，分别得到实际回收流量与预计流量对比曲线、回收流量与马达负载流量对比曲线和转速控制系统消耗功率与回收油液功率对比图。得到理想的效果，验证了对加载系统高压回油进行功率回收的可行性。
【关键词】：滚珠丝杠寿命试验台 液压元件建模 油源压力控制 加载系统 功率回收
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 滚珠丝杠副介绍9-10
• 1.2 国内外滚珠丝杠试验台研究现状10-11
• 1.3 液压系统功率回收研究现状11-19
• 1.3.1 能量回收技术在液压泵、马达试验台领域研究现状12-14
• 1.3.2 能量回收技术在液压缸试验台领域研究现状14-16
• 1.3.3 能量回收技术在其他领域研究现状16-19
• 1.4 课题研究背景及意义19-20
• 1.5 论文主要研究内容20-21
• 第2章 滚珠丝杠寿命试验台介绍21-29
• 2.1 试验台用途和组成21-22
• 2.2 试验台技术参数22
• 2.3 试验台机械系统方案22-24
• 2.4 试验台液压系统24-27
• 2.5 试验台数据采集系统27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第3章 转速控制系统29-38
• 3.1 阀控马达速度控制系统组成29
• 3.2 伺服阀流量方程的建立29-31
• 3.3 液压马达数学模型的建立31-32
• 3.4 阀控马达控制系统仿真32-37
• 3.4.1 液压马达传递函数的确定32-33
• 3.4.2 伺服阀传递函数的确定33-34
• 3.4.3 未校正的速度控制系统仿真34-35
• 3.4.4 加校正的速度控制系统仿真35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 油源系统的数学模型38-53
• 4.1 功率回收油源系统系统介绍38
• 4.2 恒压变量泵的原理及建模38-43
• 4.2.1 恒压变量泵介绍38-39
• 4.2.2 恒压变量泵数学建模39-41
• 4.2.3 恒压变量泵仿真分析41-43
• 4.3 蓄能器的原理及应用43-47
• 4.3.1 蓄能器的原理43-44
• 4.3.2 辅助动力源用蓄能器的应用44-45
• 4.3.3 蓄能器参数计算45-47
• 4.4 先导顺序阀原理及建模47-52
• 4.4.1 先导顺序阀原理47-48
• 4.4.2 先导顺序阀建模48-51
• 4.4.3 顺序阀仿真分析51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 油源系统及回油功率回收仿真分析53-62
• 5.1 油源系统仿真分析53-56
• 5.1.1 不同恒转速对于油源压力影响的仿真分析54-55
• 5.1.2 不同频率变转速对于油源压力影响的仿真分析55-56
• 5.2 回油功率回收分析56-61
• 5.2.1 恒转速下回油功率回收仿真分析57-59
• 5.2.2 变转速下回油功率回收仿真分析59-61
• 5.3 本章小结61-62
• 结论62-64
• 参考文献64-68
• 附录68-72
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果72-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋现春,刘剑,王兆坦,刘宪银,李保民;高速滚珠丝杠副综合性能试验台的研制开发[J];工具技术;2005年03期

2 曾义春;;在液压系统中蓄能器吸收泵脉动流量的理论分析研究[J];广西大学学报(自然科学版);1981年01期

3 王全福;邵俊鹏;;YB-20AH恒压变量泵特性分析及其仿真研究[J];哈尔滨理工大学学报;2007年06期

4 孔祥东;朱晓霞;权凌霄;张春宇;;比例阀控蓄能器吸收压力冲击的仿真研究[J];机床与液压;2008年11期

5 陈春明;王益群;韩松杉;杨阳;;以轧机液压压下为负载的恒压源特性研究[J];机床与液压;2010年13期

6 王锴;;基于主动恒压控制的油源系统设计及仿真分析[J];机床与液压;2012年07期

7 邵俊鹏;齐英杰;赵玉琢;聂伯勋;;恒压变量泵动态特性结构框图法仿真与实验分析[J];佳木斯工学院学报;1990年01期

8 纪跃波;张飞;;高压高速液压缸耐久性试验功率回收节能技术[J];集美大学学报(自然科学版);2010年03期

9 权凌霄;孔祥东;高英杰;康双琦;姚静;;不考虑进口特性的蓄能器吸收冲击理论及试验[J];机械工程学报;2007年09期

10 蔡廷文;一种功率回收式液压试验系统的效率计算[J];机械制造;2002年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 杨燕芳;不同工况下皮囊式蓄能器工作参数的选择与计算[D];燕山大学;2011年

2 权凌霄;基于管路效应的皮囊式蓄能器数学模型与实验研究[D];燕山大学;2005年

3 宋孝臣;入口特性对蓄能器性能影响的研究[D];燕山大学;2006年

4 赵俊;液压系统变工况能量回收技术研究[D];西南交通大学;2007年

5 郭湖兵;高响应电液控制系统恒压源特性研究[D];武汉科技大学;2008年

6 张峥明;液压功率封闭系统设计及加载特性研究[D];中南大学;2010年

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本文编号：280954