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电液伺服系统液压缸非线性运动特征研究

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第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 课题背景及研究的目的和意义

1.3 国内外研究现状及分析

1.4 本文研究的主要内容

第2章 电液伺服系统非线性建模

2.1 电液伺服系统概述

2.2 电液伺服系统的非线性模型

2.3 本章小结

第3章 非线性液压弹性力作用下液压缸的运动特征

3.1 非线性液压弹性力

3.2 非线性液压弹性力作用下系统稳定性和解析解

3.3 非线性液压弹性力作用下系统分岔特性

3.4 非线性液压弹性力作用下系统数值仿真

3.5 本章小结

第4章 非线性摩擦力作用下液压缸的运动特征

4.1 非线性摩擦力

4.2 非线性摩擦力作用下系统的解析解分析

4.3 非线性摩擦力作用下系统分岔特性

4.4 非线性摩擦力作用下系统数值仿真

4.5 本章小结

第5章 耦合作用下液压缸的运动特征

5.1 耦合作用下系统动力学方程

5.2 Duffing-Van Der Pol耦合系统的分岔特性

5.3 Duffing-Van Der Pol耦合系统的数值仿真

5.4 本章小结

第6章 电液伺服系统非线性动态特征实验研究

6.1 电液伺服实验系统

6.2 电液伺服系统实验结果分析

6.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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摘要

电液伺服系统综合了电气技术和液压技术的特长,拥有众多优点,其应用已经遍及军事工业和民用工业,具有不可替代的作用。但是电液伺服系统是典型的机、电、液耦合系统,具有较强的非线性,系统在使用过程中常常会出现复杂的振动现象,导致系统无法正常工作。针对电液伺服系统的振动问题,早期的科研人员主要是基于线性振动理论进行研究的,而这些振动许多都是由非线性因素引起的,因此有些振动现象无法给出合理解释。因此,为了进一步探究系统振动产生的原因,抑制系统振动产生的不利影响,提高系统的性能,需要对系统的非线性因素进行分析,揭示其对系统运动的影响规律。
  本文考虑电液伺服阀阀口流量特性、非线性液压弹性力、非线性摩擦力等非线性因素,建立了电液伺服系统的非线性状态空间模型。然后以液压缸作为研究对象,建立了液压缸的非线性动力学方程和振动模型,对其进行了稳定性分析和频率响应特性分析;以非线性振动理论和非线性动力学理论为指导,采用非线性动力学研究方法(分岔图、时间位移图、功率谱密度图、相空间轨迹图、庞加莱截面图等),研究液压缸在非线性液压弹性力和非线性摩擦力分别单独作用以及耦合作用下系统的振动规律,并通过实验验证了理论分析的有效性,为研究和抑制电液伺服系统的振动提供理论参考。

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