磁流變技術(shù)在液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、液壓控制系統(tǒng)對(duì)元件的制造精度要求高,尤其是液壓伺服閥。傳統(tǒng)液壓伺服閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜并存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)械部件,導(dǎo)致負(fù)載運(yùn)動(dòng)不易控制、響應(yīng)慢等一系列弊端。磁流變液(MRf–magnetorheological fluid)作為一種智能材料,利用其開(kāi)發(fā)的裝置具有簡(jiǎn)單、無(wú)噪聲、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。
　　為了拓展MRf在液壓控制技術(shù)中的應(yīng)用,本文設(shè)計(jì)并研究了無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的磁流變伺服閥(簡(jiǎn)稱MR伺服閥)、磁流變閥控對(duì)稱缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)和位置控制系統(tǒng)。首先,設(shè)計(jì)

2、了由四個(gè)磁流變可控單元組成的MR伺服閥。通過(guò)分析該閥的液壓橋路,推導(dǎo)出了MR伺服閥的流量方程,從而獲得該閥的基本參數(shù)和特性曲線。分析知MR伺服閥具有控制機(jī)理簡(jiǎn)單,中間環(huán)節(jié)少的優(yōu)點(diǎn);同時(shí),其流量系數(shù)與激勵(lì)電流密切相關(guān),流量與壓力之間為線性關(guān)系,具有很好的可控性。然后,以MR伺服閥為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了磁流變閥控對(duì)稱缸動(dòng)力機(jī)構(gòu),分析了慣性負(fù)載動(dòng)力機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能和主要性能參數(shù)。通過(guò)分析知該磁流變動(dòng)力機(jī)構(gòu)具有更好的定位精度和抗干擾能力,通過(guò)調(diào)節(jié)激勵(lì)電流

3、可以控制動(dòng)力機(jī)構(gòu)的速度放大系數(shù),易于實(shí)現(xiàn)智能控制。最后,提出了磁流變位置控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)的控制策略,選擇了主要元器件并建立各部分的數(shù)學(xué)模型。在各部分?jǐn)?shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用Matlab/Simulink建立了系統(tǒng)(有PID控制和無(wú)PID控制)的仿真模型,獲得系統(tǒng)的特性曲線。特性曲線顯示磁流變位置控制系統(tǒng)穩(wěn)定,較傳統(tǒng)的位置控制系統(tǒng)具有更好的響應(yīng)速度、靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。
　　本文研究了磁流變位置控制系統(tǒng),該系統(tǒng)結(jié)合了MRf的優(yōu)點(diǎn)