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基于直驱阀的双闭环模糊自适应PID控制及其在异形销孔精密镗孔中的应用
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作者 李岩 刘建伟 刘鹏 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期95-104,共10页
针对异形销孔的精密镗削加工,研究高频响音圈电机直接驱动伺服阀(VCM-DDV)在精密镗削装置中的应用,提出一种基于干扰观测器的双闭环模糊自适应PID(FPID)控制策略。该控制策略包括基于FPID的阀芯位置控制和基于干扰观测器的输出压力控制... 针对异形销孔的精密镗削加工,研究高频响音圈电机直接驱动伺服阀(VCM-DDV)在精密镗削装置中的应用,提出一种基于干扰观测器的双闭环模糊自适应PID(FPID)控制策略。该控制策略包括基于FPID的阀芯位置控制和基于干扰观测器的输出压力控制。建立基于AMESim和Simulink的联合仿真环境,对系统进行仿真研究。仿真结果表明:采用模糊控制和干扰观测器相结合的两级反馈算法,提高了液压伺服系统在动载荷作用下的位置和压力性能,阶跃响应时间在21.2 ms内。在此基础上进行了异形销孔镗孔实验,实验结果表明:圆度达0.3μm,粗糙度达0.15μm,满足加工精度要求,验证了补偿方法的正确性。 展开更多
关键词 异形销孔 直驱阀 FPID 两级闭环控制 干扰观测器
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伺服阀旋转直驱超声电机机理与特性
2
作者 刘广军 刘可臻 +1 位作者 陆亮 徐寅鹏 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1631-1639,共9页
针对某旋转直驱式伺服阀对驱动电机小长径比紧凑型结构形式的设计要求,从伺服阀功率级200 Hz动态响应需求出发,设计了一款环形行波型超声电机。分析了超声电机的基本工作原理并建立了超声电机定子转子摩擦传动模型,搭建了超声电机特性... 针对某旋转直驱式伺服阀对驱动电机小长径比紧凑型结构形式的设计要求,从伺服阀功率级200 Hz动态响应需求出发,设计了一款环形行波型超声电机。分析了超声电机的基本工作原理并建立了超声电机定子转子摩擦传动模型,搭建了超声电机特性测试实验台并进行了转矩-转速测试,实验结果与仿真结果一致,验证了电机设计的合理性。在此基础上,进行了超声电机驱动频率和驱动电压的影响特性分析,结果表明超声电机在49.8 kHz的驱动频率下具有最大的工作效率,驱动电压大于110 V时可以满足伺服阀转速与转矩工作需求,并且在49.8 Hz的驱动频率和110 V驱动电压条件下可以接近最大的工作效率。 展开更多
关键词 直驱伺服阀 动态响应 超声电机 建模设计 实验测试
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微小流量旋转直驱伺服阀传控特性分析与优化
3
作者 陆亮 徐寅鹏 +3 位作者 李梦如 张小洁 凌扬洋 李鸿向 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期805-814,共10页
针对无人机、战术弹、支线民航等小型飞行器航空发动机燃油计量系统与推力矢量系统微小流量的伺服控制需求,就旋转直驱伺服阀偏心球副传动接口与非全周节流阀口等关键结构进行了尺寸约束设计分析,并就节流阀口宽度、球副偏心距以及驱动... 针对无人机、战术弹、支线民航等小型飞行器航空发动机燃油计量系统与推力矢量系统微小流量的伺服控制需求,就旋转直驱伺服阀偏心球副传动接口与非全周节流阀口等关键结构进行了尺寸约束设计分析,并就节流阀口宽度、球副偏心距以及驱动电机转动惯量等重要参数进行了优化分析,给出了伺服阀结构设计的优化区间。在此基础上,研究提出了电机转角与电流双闭环控制方法,幅频响应实测结果与理论分析较为一致,200 Hz以上高频响应满足实际需求,且双闭环控制方法大幅降低了伺服阀响应超调并提升了稳定性。 展开更多
关键词 旋转直驱伺服阀 微小流量 传动与控制 建模分析 设计优化
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泵控直驱式线控制动单元的设计与分析
4
作者 孙兆岳 谭草 +3 位作者 李波 鲁应涛 徐浩力 于鹏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期957-961,共5页
为简化传统汽车制动系统结构,更好地满足智能网联汽车对制动力快速调节的需求,提出了一种泵控直驱式线控制动单元,采用泵控直驱容积伺服技术,通过伺服电机直接驱动双向齿轮泵,实现对制动轮缸压力的控制和快速调节,消除阀控系统的节流损... 为简化传统汽车制动系统结构,更好地满足智能网联汽车对制动力快速调节的需求,提出了一种泵控直驱式线控制动单元,采用泵控直驱容积伺服技术,通过伺服电机直接驱动双向齿轮泵,实现对制动轮缸压力的控制和快速调节,消除阀控系统的节流损失,有效提升系统效率。在泵控直驱式线控制动单元参数设计及数学建模的基础上,试制了制动单元样机与性能测试平台,分析了轮缸压力变化的响应曲线以及跟随特性。仿真和试验结果证明了泵控直驱式线控制动单元的可行性,12 MPa压力阶跃响应时间为200 ms,系统具有良好的响应速度和稳定性,为线控制动技术提供了一种新的实施方案。 展开更多
关键词 汽车工程 直驱 电液伺服泵控 线控制动 压力控制
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机床进给用直接驱动直线伺服电动机 被引量:12
5
作者 夏加宽 刘晓霞 +2 位作者 王成元 刘裕先 李东 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第4期8-11,共4页
针对现代数控机床高速、高精发展趋势 ,分析了机床进给系统应用直线电动机的优缺点。阐述了不同结构类型直线电动机的特点及其相应的应用场合。
关键词 直线电动机 伺服系统 直接驱动 数控机床
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冗余直接驱动伺服作动系统建模与特性分析 被引量:3
6
作者 靳红涛 焦宗夏 +1 位作者 李成功 周汝胜 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1059-1062,共4页
为了提高数字式直接驱动伺服作动系统的可靠性,对系统进行了余度配置,电气部分采取三余度,机械部分采取二余度,设计了伺服作动系统的余度配置和管理方案.对系统的机理进行了深入研究,建立了二余度阀控液压缸、三余度直流无刷电动机等系... 为了提高数字式直接驱动伺服作动系统的可靠性,对系统进行了余度配置,电气部分采取三余度,机械部分采取二余度,设计了伺服作动系统的余度配置和管理方案.对系统的机理进行了深入研究,建立了二余度阀控液压缸、三余度直流无刷电动机等系统各部分的数学模型,分析了余度配置对系统的可靠性和动静态性能的影响.基于Matlab的仿真平台Simulink对冗余伺服作动系统进行了仿真分析.结果表明,系统在电气二次故障、机械一次故障的情况下仍保持较好的动态特性,系统的余度配置和管理方案使系统可靠性得到提高,动静态性能得到改善,为冗余直接驱动式伺服作动系统的研制提供了理论依据. 展开更多
关键词 冗余 可靠性 直接驱动 伺服控制 作动系统
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基于直接驱动和自增力技术的AMT换挡系统 被引量:8
7
作者 葛文庆 李波 +1 位作者 赵彦峻 刘泽砚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1-7,共7页
为进一步提高电控机械式自动变速器(AMT)的换挡品质和系统鲁棒性,提出一种应用直驱自增力换挡系统的AMT方案。设计了直接驱动装置的结构并对其性能进行测试,针对直接驱动技术存在的问题,研究一种具有自增力和提高换挡系统鲁棒性功能的... 为进一步提高电控机械式自动变速器(AMT)的换挡品质和系统鲁棒性,提出一种应用直驱自增力换挡系统的AMT方案。设计了直接驱动装置的结构并对其性能进行测试,针对直接驱动技术存在的问题,研究一种具有自增力和提高换挡系统鲁棒性功能的增力式同步器,参考实车的相关参数,研制了直驱自增力换挡系统的原理性样机,完成了技术方案可行性与功能性的试验研究。结果表明,追求的换挡品质相同时,直驱自增力换挡系统同步阶段需要驱动装置提供的最大瞬时驱动力较小,降低了换挡过程中的能量损耗;当增力斜面角θ=116°时,增力式同步器的力放大系数nF约为1.54,实现了换挡系统放大驱动装置输出力和提高换挡系统鲁棒性的功能,为缩小驱动装置体积和降低换挡控制系统设计难度奠定了良好的技术基础。 展开更多
关键词 电控机械式自动变速器 直接驱动技术 增力式同步器 换挡能耗
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机电联合建模在直驱伺服系统设计中的应用 被引量:5
8
作者 黑沫 张连超 +2 位作者 廖洪波 范世珣 范大鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2416-2422,共7页
为了缩短直驱伺服系统设计周期,并保证所设计的系统的性能满足设计指标要求,提出了一种直驱伺服系统机电联合建模方法。以典型的直驱伺服系统为例,叙述了该建模方法的实现过程。建立了直驱伺服系统的动力学理论模型和基于Recurdyn和Mat... 为了缩短直驱伺服系统设计周期,并保证所设计的系统的性能满足设计指标要求,提出了一种直驱伺服系统机电联合建模方法。以典型的直驱伺服系统为例,叙述了该建模方法的实现过程。建立了直驱伺服系统的动力学理论模型和基于Recurdyn和Matlab的机电联合仿真模型,在不同条件下对机电联合仿真模型进行了时域和频域仿真分析,并对仿真结果与系统实际测试结果进行了对比。结果表明:系统开环时域与频域仿真结果与实验结果基本吻合,幅频匹配度大于83%,相频匹配度大于73%,时域匹配度大于89%。得到的结果验证了提出方法的有效性和正确性,表明利用该方法可在设计过程中对设计方案进行性能预测,提高设计效率。 展开更多
关键词 直驱伺服系统 动力学模型 机电联合建模 性能预测
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直接驱动阀式伺服作动器研究 被引量:28
9
作者 夏立群 张新国 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期308-312,共5页
研究了直接驱动技术的原理,分析了伺服回路设计的主要技术问题,并将研究结果应用于新产品设计,完成了快速原型试验验证。结果表明,直接驱动阀式作动器能够满足电传飞行控制系统的要求,其性能可以达到传统伺服阀式作动器的水平,但由于其... 研究了直接驱动技术的原理,分析了伺服回路设计的主要技术问题,并将研究结果应用于新产品设计,完成了快速原型试验验证。结果表明,直接驱动阀式作动器能够满足电传飞行控制系统的要求,其性能可以达到传统伺服阀式作动器的水平,但由于其结构简单、成本低、可靠性高,最终将取代伺服阀式作动器用于新一代战机。 展开更多
关键词 直接驱动阀(DDV) 作动器 快速原型仿真
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直驱容积控制电液伺服系统模型与动态特性 被引量:14
10
作者 刘军龙 姜继海 +2 位作者 欧进萍 张春巍 刘庆和 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期61-65,共5页
为了研究直接驱动容积控制电液伺服系统动态响应特性不高的原因,分别建立直驱容控电液驱动系统的电机控制、液压动力机构和液压执行机构等子系统的力学模型,并建立直驱容控电液伺服作动器的数学模型.利用MATLAB软件对系统主要部件进行... 为了研究直接驱动容积控制电液伺服系统动态响应特性不高的原因,分别建立直驱容控电液驱动系统的电机控制、液压动力机构和液压执行机构等子系统的力学模型,并建立直驱容控电液伺服作动器的数学模型.利用MATLAB软件对系统主要部件进行数值仿真分析.结果表明,系统动态特性不高的根本原因是泵控动力机构的动态特性不高.对系统各组成部件的动态特性进行了分析,并提出改进系统性能的措施与策略. 展开更多
关键词 直驱容控电液伺服系统 动态特性 电机控制 液压动力机构 数值仿真
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基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制 被引量:26
11
作者 孙宜标 郭庆鼎 孙艳娜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期52-56,共5页
针对直接驱动直线式交流伺服系统,提出了一种基于模糊自学习的滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入模糊自学习方法,在不影响滑模控制系统完全鲁棒性的情况下,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振。仿真结果表明该方案对系统... 针对直接驱动直线式交流伺服系统,提出了一种基于模糊自学习的滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入模糊自学习方法,在不影响滑模控制系统完全鲁棒性的情况下,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振。仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,抖振得到了明显的抑制。系统具有良好的动、静态性能。 展开更多
关键词 交流直线伺服系统 滑模变结构控制 模糊控制 自学习
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小球式旋转直驱压力伺服阀卡滞机理研究 被引量:9
12
作者 陆亮 夏飞燕 +2 位作者 訚耀保 原佳阳 郭生荣 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1265-1273,1339,共10页
针对小球式旋转直驱压力伺服阀(BRDDPSV)静态测试卡滞问题,建立阀芯运动全局函数,包括基于缝隙流理论建立倾斜阀芯径向力模型,基于Coulomb摩擦理论建立阀肩触壁静摩擦-滑动摩擦模型.理论解析曲线合理复现了静态测试卡滞问题:偏心驱动下... 针对小球式旋转直驱压力伺服阀(BRDDPSV)静态测试卡滞问题,建立阀芯运动全局函数,包括基于缝隙流理论建立倾斜阀芯径向力模型,基于Coulomb摩擦理论建立阀肩触壁静摩擦-滑动摩擦模型.理论解析曲线合理复现了静态测试卡滞问题:偏心驱动下阀芯逆时针旋转倾斜,右侧阀肩触壁,初始静摩擦导致阀芯卡滞,逐渐提升的电流水平克服摩擦形成阀芯运动超调.为了保证电流指令与控制压力的近似比例特性,阀芯回拉复位,形成重复的正向驱动阀芯卡滞.基于阀肩不触壁原则,获得阀芯是否卡滞阈值条件.研究结果表明:增大阀芯与阀套初始半径间隙或减小小球偏离阀芯轴线的初始偏心量,均可以提高阀芯不卡滞的输出压力阈值;对于21MPa系统压力及0~8MPa输出压力的实际需求,在不改变其他参数的情况下,将初始半径间隙和初始偏心距分别调整为5.1μm和0.2mm,可以在维持原有性能的基础上获得阀芯运动全局不卡滞的最优解. 展开更多
关键词 小球式旋转直驱 压力伺服阀 阀芯卡滞 防卡滞参数优化
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基于滑模和神经网络的永磁直线伺服系统控制 被引量:11
13
作者 孙宜标 郭庆鼎 孙荣斌 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2002年第5期399-404,共6页
针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略 .该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾 .滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能 ;神经网络... 针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略 .该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾 .滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能 ;神经网络输出反馈控制器对系统参数变化和阻力扰动 (包括直线电机的端部效应力 )进行很大程度的抑制 ,并可以削弱滑模控制的抖振对系统稳态性能的影响 .仿真结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时 。 展开更多
关键词 永磁直线伺服系统 直线伺服 直接驱动 端部效应 双自由度控制 滑模控制 神经网络控制
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新型直接驱动伺服阀的稳态液动力分析 被引量:11
14
作者 付永领 宋国彪 +1 位作者 裴忠才 王占林 《机床与液压》 北大核心 1998年第6期18-20,79,共4页
本文基于一类转动式阀芯的直接驱动伺服阀(DirectDriveServoValve)的结构及其工作原理,推导了这种阀在工作时阀芯所受到的稳态液动力的数学表达式,并进行了仿真计算,得出了一些有用的结论,这些结论对于阀结构的优化设计、阀芯驱... 本文基于一类转动式阀芯的直接驱动伺服阀(DirectDriveServoValve)的结构及其工作原理,推导了这种阀在工作时阀芯所受到的稳态液动力的数学表达式,并进行了仿真计算,得出了一些有用的结论,这些结论对于阀结构的优化设计、阀芯驱动机构的选择设计及饲服阀特性的分析具有很好的指导作用. 展开更多
关键词 转动式阀芯 直接驱动伺服阀 稳态液动力
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基于改进型降阶观测器的永磁直驱伺服电动机转矩扰动抑制策略 被引量:6
15
作者 卜飞飞 郭子韬 +2 位作者 顾毅君 轩富强 秦海鸿 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期4104-4115,共12页
由于永磁直驱电机的直驱特性,电机转速平稳性受转矩扰动影响大,低速运行时受齿槽转矩影响,电机转速波动剧烈。该文分析传统比例积分速度控制方法无法兼顾跟踪性能和抗扰性能的缺点。为此引入传统降阶状态观测器,对转矩扰动进行估计和前... 由于永磁直驱电机的直驱特性,电机转速平稳性受转矩扰动影响大,低速运行时受齿槽转矩影响,电机转速波动剧烈。该文分析传统比例积分速度控制方法无法兼顾跟踪性能和抗扰性能的缺点。为此引入传统降阶状态观测器,对转矩扰动进行估计和前馈补偿;分析系统扰动转矩到真实转矩之间传递函数的伯德图及锯齿波响应,根据零极点对消原则对传递函数进行期望设计,引入微分环节对传统降阶观测器进行改进,给出改进观测器的锯齿波响应并证明其补偿响应速度的提升,提出基于引入微分模块的降阶观测器前馈补偿方法。搭建永磁直驱伺服电动机扰动抑制实验平台,通过仿真和实验验证改进的降阶观测器对补偿谐振的抑制具有良好性能,且抗扰动能力更强,实现较大扰动低速下的稳定运行。 展开更多
关键词 降阶观测器 永磁伺服电动机 直接驱动 转矩扰动抑制
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新型直接驱动伺服阀的瞬态液动力分析 被引量:7
16
作者 付永领 裴忠才 +1 位作者 宋国彪 王占林 《机床与液压》 北大核心 1999年第1期23-24,共2页
本文设计了一种采用转动式阀芯的直接驱动伺服阀,推导了这种阀在工作时阀芯所受到的瞬态液动力的数学表达式,得出了一些有用的结论,对高性能直接驱动伺服阀的研制具有很好的指导作用。
关键词 转动式阀芯 直接驱动伺服阀 瞬态液动力
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潜艇操舵系统噪声综述 被引量:4
17
作者 廖健 何琳 +1 位作者 陈宗斌 谭晓朋 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第5期74-84,共11页
操舵系统噪声是潜艇隐身工况下的主要噪声源之一。首先结合操舵系统构成,从舵叶、传动装置以及舵液压系统3个方面,梳理各组件噪声源,提出减振降噪设计措施。然后,从使用维护角度给出低噪声操纵的使用建议。舵液压系统是操舵系统的驱动设... 操舵系统噪声是潜艇隐身工况下的主要噪声源之一。首先结合操舵系统构成,从舵叶、传动装置以及舵液压系统3个方面,梳理各组件噪声源,提出减振降噪设计措施。然后,从使用维护角度给出低噪声操纵的使用建议。舵液压系统是操舵系统的驱动设备,也是主要噪声源,将舵液压系统噪声源按照运行稳态和瞬态工况划分为6大类,重点分析噪声作用机理及其控制措施。最后,指出基于直驱式伺服控制原理的新型电液操舵装置是未来发展趋势。 展开更多
关键词 操舵系统 噪声机理 液压冲击 直驱式伺服控制
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一种永磁直线电机驱动X-Y平台精密轮廓跟踪控制策略 被引量:15
18
作者 武志涛 杨永辉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期4037-4043,共7页
为了解决轮廓误差模型的不准确对循迹系统的影响,提出一种新的轮廓误差模型,该模型利用跟踪误差与进给率等信息定义轮廓误差,是一种改进式的等效切线轮廓误差模型。同时,为了减少直驱式X-Y平台在循迹跟踪过程中产生的轮廓误差,采用了位... 为了解决轮廓误差模型的不准确对循迹系统的影响,提出一种新的轮廓误差模型,该模型利用跟踪误差与进给率等信息定义轮廓误差,是一种改进式的等效切线轮廓误差模型。同时,为了减少直驱式X-Y平台在循迹跟踪过程中产生的轮廓误差,采用了位置PDF控制与轮廓TCC补偿控制相结合的整合式控制策略。PDF控制使位置伺服系统具有较好的鲁棒性,TCC轮廓补偿控制可以对轮廓误差进行实时的补偿。实验结果表明,该文所提出的改进式轮廓误差模型无论是在低进给率或高进给率条件下,都可以实时且有效地计算出循圆跟踪系统的轮廓误差,并使X-Y平台满足高精度轮廓跟踪的要求。 展开更多
关键词 永磁直线电机 直驱X-Y 平台 轮廓误差模型 伺服控制
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新型高性能直接驱动电液伺服阀 被引量:13
19
作者 肖俊东 王占林 陈克昌 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第12期1423-1425,共3页
研制了一种全新结构的直接驱动电液伺服阀。该阀在结构上采用转动阀芯取代滑动阀芯,变滑阀结构为转阀,有效的减少了阀的液动力,极大地提高了阀的抗污染性能;在驱动控制上采用直流力矩电机直接驱动阀芯,将对阀的控制转变为对电机的控制,... 研制了一种全新结构的直接驱动电液伺服阀。该阀在结构上采用转动阀芯取代滑动阀芯,变滑阀结构为转阀,有效的减少了阀的液动力,极大地提高了阀的抗污染性能;在驱动控制上采用直流力矩电机直接驱动阀芯,将对阀的控制转变为对电机的控制,易于实现阀的数字控制。实验结果表明该阀的主要动、静特性指标均已超过国内外相同规格不同驱动控制类型的各种电液伺服阀,尤其是具有现有阀无法比拟的抗污染能力。 展开更多
关键词 转动阀芯 直接驱动 电液伺服阀 直流力矩电机 PWM
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直驱泵控电液位置伺服系统模糊PID控制仿真与实验研究 被引量:11
20
作者 刘二东 郑建明 +1 位作者 黄建强 贺梦婕 《液压与气动》 北大核心 2015年第5期67-71,共5页
直驱泵控系统由于控制精度高、响应快、功率损失小、结构紧凑等优点,逐渐被应用到工业控制领域。但直驱泵控系统存在严重饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点。我们采用模糊PID控制方法进行直驱泵控系统的液压缸位置伺服控制。在A... 直驱泵控系统由于控制精度高、响应快、功率损失小、结构紧凑等优点,逐渐被应用到工业控制领域。但直驱泵控系统存在严重饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点。我们采用模糊PID控制方法进行直驱泵控系统的液压缸位置伺服控制。在AMESim/Simulink联合仿真平台上建立了系统模型与模糊PID控制算法,采用PID和模糊PID控制算法对系统阶跃响应和正弦跟踪性能进行了仿真研究,同时在自行开发的电液比例伺服控制实验台上对PID和模糊PID控制性能进行了实验研究。结果表明:自适应模糊PID控制能大大改善了PID控制的性能,具有响应速度快、上升时间短、无滞与超调小的特点。 展开更多
关键词 直驱泵控伺服系统 模糊PID控制 AMESim/Simulink LABVIEW
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