基于排气回收的气缸驱动系统性能研究
发布时间：2022-10-04 16:25
由于压缩空气具有无污染等特点,所以压缩空气是工业领域中应用广泛的能源之一。气缸作为压缩空气系统中应用广泛的执行元件之一,在传统回路中其完成一次工作行程后排气腔的气体被直接排向大气,这部分气体仍具有能量。因此,回收气缸的排气对实现节能和提高压缩空气的利用率具有重要的实际意义。本文针对如何实现气缸排气的回收进行研究,提出一种新的方案—基于排气回收的气缸驱动系统,将排气腔中的部分高压气体回收并储存到气罐中,进而实现节能的目的。论文主要的研究工作分为以下几个方面:（1）基于回收气缸的排气以实现节能的思想,提出基于排气回收的气缸驱动系统,通过控制阀的开闭来控制气缸活塞的运动和气缸排气的流向,将排气回收并储存在气罐中,实现节能的目的。（2）根据能量方程、质量流量方程、运动方程以及压力方程等建立系统的基本数学模型,为便于研究,选取合适的基准值将基本数学模型转化为无因次模型,运用MATLAB/Simulink对无因次模型进行仿真研究;为更接近实际工况,保持其它条件不变,对气缸的供气压力、气罐的体积进行逐一改变,并进行仿真模拟。（3）为在实验前更加充分的了解活塞的速度特性和系统排气回收效率的变化规律,对...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 气缸排气回收的国内外研究现状
1.2.1 利用气罐回收排气腔中的压缩气体
1.2.2 将排气腔内的压缩气体具有的能量转化后再利用
1.2.3 设计节能回路
1.3 本文主要研究内容与组织框架
2 基于排气回收的气缸驱动系统模型的建立与仿真
2.1 排气回收系统及其构成
2.2 模型的建立
2.2.1 基本数学模型的建立
2.2.2 无因次模型的建立
2.3 仿真与分析
2.3.1 MATLAB简介
2.3.2 系统的仿真算法
2.3.3 仿真结果与分析
2.4 不同工况下的仿真
2.4.1 不同供气压力时的仿真
2.4.2 气罐体积不同时的仿真
2.5 本章小结
3 系统的性能研究与参数优化
3.1 无因次速度研究
3.2 无因次效率研究
3.3 参数优化
3.4 本章小结
4 基于排气回收的气缸驱动系统实验研究
4.1 实验系统的设计
4.1.1 气动回路的搭建
4.1.2 采集以及控制程序的编写
4.2 仿真模型的实验验证
4.3 不同工况下的实验验证
4.3.1 不同供气压力时的实验
4.3.2 气罐体积不同时的实验
4.4 排气回收效率实验研究
4.5 本章小结
5 基于排气回收的气动集成系统
5.1 元器件的选型与设计
5.1.1 关键零部件的设计
5.1.2 其余元件的选型
5.2 元件的安装位置设计
5.3 系统的装配
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]气动系统的节能[J]. 蔡茂林. 液压与气动. 2013(08)
[2]气动控制系统的节能技术[J]. 周洪,苏会莹,王玉宝. 液压与气动. 2013(07)
[3]空压机节能改造新技术应用研究[J]. 宋韧,刘淑婷. 资源节约与环保. 2012(06)
[4]利用正交试验的电容传感器仿真及优化设计[J]. 王小鑫,闫洁冰,胡红利,高享想,张肖. 西安交通大学学报. 2013(02)
[5]压缩空气系统节能关键技术体系及其应用[J]. 蔡茂林,石岩. 液压气动与密封. 2012(12)
[6]对我国气动行业发展的思考[J]. 王雄耀. 流体传动与控制. 2012(04)
[7]单向阀密封性能测试装置的设计[J]. 王莺,叶菁. 液压与气动. 2012(01)
[8]数控装备质量的模糊物元综合评价方法[J]. 张根保,庞继红,陈国华,葛红玉. 重庆大学学报. 2011(01)
[9]基于正交试验方法的流动成像测井传感器优化设计[J]. 王晓星,吴锡令,王滨涛. 中国石油大学学报(自然科学版). 2010(02)
[10]基于AHP和熵值法的读者满意度模糊综合评价方法[J]. 宋利敏. 现代情报. 2009(04)
博士论文
[1]气动系统能量转换回收装置的研究与开发[D]. 田威.南京理工大学 2006
硕士论文
[1]桥式气动节能回路优化算法研究[D]. 王露.大连海事大学 2018
[2]MATLAB在大学物理实验仿真中的应用[D]. 荆荣丽.长安大学 2015
[3]基于MATLAB的数学实验系统的实现及应用[D]. 黄小洁.南昌大学 2012
[4]新型节能气体增压器的研究[D]. 王旭.大连海事大学 2009
[5]气缸排气真空发生系统的研究[D]. 迟英姿.南京理工大学 2007
[6]气动比例伺服系统控制算法及实验研究[D]. 闵为.重庆大学 2006
[7]气动伺服定位系统的理论研究与应用[D]. 谢朝夕.重庆大学 2005
[8]基于Matlab的光学实验仿真[D]. 曲伟娟.西北工业大学 2004
本文编号：3685368
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 气缸排气回收的国内外研究现状
1.2.1 利用气罐回收排气腔中的压缩气体
1.2.2 将排气腔内的压缩气体具有的能量转化后再利用
1.2.3 设计节能回路
1.3 本文主要研究内容与组织框架
2 基于排气回收的气缸驱动系统模型的建立与仿真
2.1 排气回收系统及其构成
2.2 模型的建立
2.2.1 基本数学模型的建立
2.2.2 无因次模型的建立
2.3 仿真与分析
2.3.1 MATLAB简介
2.3.2 系统的仿真算法
2.3.3 仿真结果与分析
2.4 不同工况下的仿真
2.4.1 不同供气压力时的仿真
2.4.2 气罐体积不同时的仿真
2.5 本章小结
3 系统的性能研究与参数优化
3.1 无因次速度研究
3.2 无因次效率研究
3.3 参数优化
3.4 本章小结
4 基于排气回收的气缸驱动系统实验研究
4.1 实验系统的设计
4.1.1 气动回路的搭建
4.1.2 采集以及控制程序的编写
4.2 仿真模型的实验验证
4.3 不同工况下的实验验证
4.3.1 不同供气压力时的实验
4.3.2 气罐体积不同时的实验
4.4 排气回收效率实验研究
4.5 本章小结
5 基于排气回收的气动集成系统
5.1 元器件的选型与设计
5.1.1 关键零部件的设计
5.1.2 其余元件的选型
5.2 元件的安装位置设计
5.3 系统的装配
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]气动系统的节能[J]. 蔡茂林. 液压与气动. 2013(08)
[2]气动控制系统的节能技术[J]. 周洪,苏会莹,王玉宝. 液压与气动. 2013(07)
[3]空压机节能改造新技术应用研究[J]. 宋韧,刘淑婷. 资源节约与环保. 2012(06)
[4]利用正交试验的电容传感器仿真及优化设计[J]. 王小鑫,闫洁冰,胡红利,高享想,张肖. 西安交通大学学报. 2013(02)
[5]压缩空气系统节能关键技术体系及其应用[J]. 蔡茂林,石岩. 液压气动与密封. 2012(12)
[6]对我国气动行业发展的思考[J]. 王雄耀. 流体传动与控制. 2012(04)
[7]单向阀密封性能测试装置的设计[J]. 王莺,叶菁. 液压与气动. 2012(01)
[8]数控装备质量的模糊物元综合评价方法[J]. 张根保,庞继红,陈国华,葛红玉. 重庆大学学报. 2011(01)
[9]基于正交试验方法的流动成像测井传感器优化设计[J]. 王晓星,吴锡令,王滨涛. 中国石油大学学报(自然科学版). 2010(02)
[10]基于AHP和熵值法的读者满意度模糊综合评价方法[J]. 宋利敏. 现代情报. 2009(04)
博士论文
[1]气动系统能量转换回收装置的研究与开发[D]. 田威.南京理工大学 2006
硕士论文
[1]桥式气动节能回路优化算法研究[D]. 王露.大连海事大学 2018
[2]MATLAB在大学物理实验仿真中的应用[D]. 荆荣丽.长安大学 2015
[3]基于MATLAB的数学实验系统的实现及应用[D]. 黄小洁.南昌大学 2012
[4]新型节能气体增压器的研究[D]. 王旭.大连海事大学 2009
[5]气缸排气真空发生系统的研究[D]. 迟英姿.南京理工大学 2007
[6]气动比例伺服系统控制算法及实验研究[D]. 闵为.重庆大学 2006
[7]气动伺服定位系统的理论研究与应用[D]. 谢朝夕.重庆大学 2005
[8]基于Matlab的光学实验仿真[D]. 曲伟娟.西北工业大学 2004
本文编号：3685368
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