一种用于海水液压伺服阀的GMM自传感驱动器的研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lulu980232
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传统电液伺服阀以电磁力矩马达作为驱动方式,结构复杂、体积重量大、工作频宽窄、能量密度小、抗干扰能力差,难以满足现代工业对流体控制系统的要求。以新型功能材料为基础的高频响、电-机械转换器的研究和应用使得液压伺服控制系统的性能跃上了一个新的台阶。  论文简要对超磁致伸缩材料的主要特性及其在伺服阀方面应用的研究现状进行了分析。介绍了双相对置超磁致伸缩自传感驱动器的结构设计理论和工作原理。结合国内外超磁致伸缩驱动器控制系统的研究现状,对驱动器的静、动态控制特性进行研究,针对传统PID控制技术在深海环境下的缺陷和不足,提出了驱动器的自适应控制模型。在此基础上提出了驱动器的控制电源——双输出高精度数控电源电路设计方案,该方案包括数模转换电路、带反馈的功率放大电路,光电隔离部分以及反馈自传感信号解耦电路部分。  在自传感反馈信号方面,通过对双相对置GMM自传感驱动器的机电耦合机理和自传感机理研究,建立了一种基于自适应噪声抵消原理和可变电感△L的桥路分析模型的通过最小二乘均方(Least Means Squares,简称LMS)自适应算法实现自传感信号的动态平衡分离技术——基于51C单片机的实时动态平衡信号分离电路。以PROTEUS电路仿真软件为平台对电路系统进行设计和仿真,仿真分析表明采用基于LMS的自适应算法能够实现自传感驱动器传感信号有效提取和非失真分离。  在实验方面,制作完成驱动器控制电源——双输出高精度数控电源。利用双输出数控电源对驱动器进行各项性能实验,实验结果证明了控制电源能够高效地、精确的输出多种大功率电压信号,驱动器力和位移输出与激励电压大小成线性关系,能够实现精确控制。利用信号解耦电路板对驱动器反馈信号进行解耦实验,并通过示波器观察记录滤波效果,实验结果进一步表明了在静态条件下电路能够有效地分离和提取反馈自传感信号。
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