【摘 要】
:
近年来,电静液作动器应用领域的不断拓展,已经逐步从航空领域走向各行各业,并逐渐取代传统的液压系统,电静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)具有功率密度大、负载能力强等优点,被广泛应用于航天、航空、船舶等重大装备领域以及汽车,仿生机器人等新兴领域。随着高效节能环保的设计理念越来越得到设计者的重视,进行高性能、低能耗的作动器的研究不仅符合市场需求,也契合了国家节
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目“主动配流式电磁直驱静液作动器多学科设计与协调控制”(项目编号:51905319); 周村区校城融合发展计划项目“主动配流式电磁直驱电静液伺服作动系统研究与开发”(项目编号2020ZCXCZH08);
论文部分内容阅读
近年来,电静液作动器应用领域的不断拓展,已经逐步从航空领域走向各行各业,并逐渐取代传统的液压系统,电静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)具有功率密度大、负载能力强等优点,被广泛应用于航天、航空、船舶等重大装备领域以及汽车,仿生机器人等新兴领域。随着高效节能环保的设计理念越来越得到设计者的重视,进行高性能、低能耗的作动器的研究不仅符合市场需求,也契合了国家节能环保发展战略,对国民经济的发展具有重要的意义。本文以主动配流式电磁直驱静液作动器为研究对象,通过理论分析,数学建模,仿真分析以及试验验证相结合的方式,对电磁直驱静液作动器的配流机理,液压系统和作动器驱动装置的能耗分类、变化规律及温升进行了研究,具体内容如下:(1)电磁直驱静液作动器的工作原理与建模。对电静液作动器分类、设计方法、能耗分析方法研究的基础上,设计了一种应用于电动拨叉式AMT换挡机构上的主动配流式电磁直驱静液作动器,该作动器将主动单向阀与高功率密度动圈式电磁直线执行器相结合,融合了泵控直驱和电控直驱的技术优势,进一步增强了作动器高效节能,高响应,高精度的优势。(2)电磁直驱静液作动器的配流机理分析。建立了电磁直线驱动单元和主动单向阀的动力学模型,研究该系统流量脉动和流量大小的特点,分析了主动单向阀阀芯结构参数和运动参数对作动系统动态特性的影响。结果表明,减小阀座直径、降低阀芯行程会减小液压缸的最大输入流量;当阀芯提前开启时,液压缸的最大回流量达至为4.2L/min;当阀芯滞后4ms开启时,对液压缸的正向流量冲击值可达约5.63L/min;阀芯平均每提前1ms关闭,反向流量冲击增加0.33L/min;与阀芯提前开启类似,阀芯滞后关闭时,液压缸的最大回流量同样均达至为4.2L/min。(3)电磁直驱静液作动器液压系统的能耗分析。基于第二章建立的液压系统仿真模型,通过研究液压系统的动态性能,定量分析了液压系统的能耗组成与分布规律,明确了液压系统的能耗细化分类。结果表明:液压系统的能耗由液压缸与柱塞泵组成的能量转换损耗以及液压回路损耗构成;负载变化对能量转换损耗的影响较大,液压缸路径不变时,能量转换损耗占比始终大于27%;柱塞泵路径不变时,能量转换损耗占比始终大于26%;整个工作过程中,系统的有用功比重会随着负载的增加不断提高,系统的工作效率得到有效提高。(4)电磁直驱静液作动器驱动装置的能耗分析。建立了电磁直线执行器的电磁-机械-控制多学科耦合的能耗有限元模型,有效控制电磁直线执行器在不同负载条件下的运动规律,着重对电磁直线执行器的能耗组成及分布进行了定量分析,并在该作动器的特定工况下结合电磁直线执行器的电磁-机械-控制多学科耦合的能耗有限元模型,通过电磁场-温度场耦合的方法得到电磁直线执行器的温升分布及影响规律。结果表明,电磁直线执行器的能耗主要以铜损和铁损为主,电磁直线执行器铜损于总损耗的占比始终大于75%,内磁轭铁损和线圈的铜损是电磁直线执行器降耗研究的主要对象;温度上升最快且稳定后温度最高的是线圈,是主要热源;负载为50N时的电磁直线执行器的功率损耗最小,稳定温度也最低;频率越大,各部件稳定温度越高。(5)电磁直驱静液作动器性能试验验证。搭建电磁直驱静液作动器试验平台,并针对试验平台的构成及原理做了详细介绍。通过在典型工况下的试验,表明主动配流式系统更加能够提升系统净流量。
其他文献
我国高速公路经营管理单位大部分为国有独资或国有控股企业,私人投资和经营管理的单位占比较小。人们普遍认为高速公路经营具有较强的垄断性质,长期缺乏竞争意识,运营服务意识不强。近年来,广大人民群众对高速公路的抱怨程度非常高,尤其在深圳区域,因区域发展需要,目前深圳区域内梅观高速(南段)、南光高速、盐坝高速、盐排高速、龙大高速、清平高速(二期)已陆续被政府回购,实现免费通行。深圳市政府采用提前回购高速公路
由于多酸团簇的富氧性,因此多酸类化合物在氧化还原类的反应中有较大的应用前景,而构筑性能丰富的多酸基功能配合物可以通过对多酸的结构以及特定的有机配体进行选定,进一步丰富该类化合物的化学性质。由于大多数的多酸会以质子化的形式存在,这使得多酸具有可调节的酸性和氧化还原性,同时多酸基团表面具有丰富的氧原子,这可以向电子受体提供电子,功能配合物的配位金属离子也可以通过空轨道接受电子,因此多酸基功能配合物既可
为了降低非线性特性和机械谐振的影响,提高高速、高精度数控机床进给伺服系统的运动控制精度,本文以三轴数控雕铣机为研究对象,通过建模仿真和实验研究分析了非线性摩擦、噪声干扰和机械谐振对传统PID控制系统运动控制精度的影响;系统深入地研究并实现了进给伺服系统的模型参考自适应控制、滑模控制、自适应滑模控制等控制方法;针对滑模控制中的抖振问题及自适应控制方法的高鲁棒性特点,提出并实现了基于模型参考自适应的自
随着人工智能、无人驾驶技术、传感器等电子信息技术的发展,无人化、智能化的设备成为人们的需求方向,研发出可与社会接轨的智能机器人成为我们努力的方向。由于市面上存在大量电力驱动的低速轮式设备(电力叉车、扫地机、物流运输车等),工作内容单调,对环境要求不高,但普遍需要人力去操作。为此,可以对其在保留原有功能的基础上进行智能化升级,增加无人驾驶等功能,大大节约人力物力。于是,本课题组以与其结构类似的电动轮
农业供应链的正常有效、稳健运营,是保证人民群众的基本生存需要、实现农业现代化发展的重要一环。但近年来,因为农业供应链低效、不稳健运营而引发的危害民生的重大事件也时有发生,如生猪价格严重震荡,"猪周期"的现象越来越突出;疫情影响下,城市农产品短暂断供等。山东既是农业大省,也是我国最主要的粮食,棉花,油料产区以及水产品、果蔬、畜产品、蔬菜基地。所以山东农产品供应链的有效运转不但代表了山东农产品的现代化
创新是引领企业发展的第一动力,具有较强创新能力的企业能够在市场上占据较大的份额,形成自身的核心竞争力。而企业创新需要研发费用的支持,这使得研发费用的核算成了企业应该重点关注的内容。企业加强对研发费用的核算,提升研发费用核算水平,能够提高创新资金的利用效率,为企业创新提供充足的资金支撑。当前,很多企业在研发费用核算方面存在很大的问题,在研发费用的归集和分摊方面较为混乱,导致企业错过了政策为创新性企业
随着传统能源的日渐枯竭和环境污染的加剧,人们开始寻求新的可再生清洁能源来代替传统的石化能源,但缺乏高效便捷的储能装置与其配合使用,导致可再生清洁能源的利用率较低。锂离子电池作为一种新兴的能源存储装置,被广泛地应用在我们的日常生活中。目前锂离子电池负极使用最多的材料是石墨(372 m Ah g-1),然而随着新能源汽车等新兴领域的发展,已不能满足人们的需求。因此,合理设计并开发高理论比容量和长循环稳
中国在加入WTO后逐步关注进口的重要性,大幅降低进口关税,可是由于早期奖出限入的政策鼓励,中国进口规模始终小于出口。毋庸置疑,出口贸易在过去几十年创造了生产率增长奇迹,但是根据比较优势理论,出口是以廉价劳动力和消耗本国自然资源为代价的,并且近年来连续的贸易顺差成为了中美贸易摩擦的导火索。如今中国出口面临着多方势力的围追堵截,进口贸易成为实现贸易平衡和经济增长的关键。但是进口对于企业生产率的影响并不