检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2019年第4期40卷 107-114页

作者：姜伟陈品超裘信国赖永江周见行浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室

针对传统旋转电-机械转换器静态特性线性度不高、工作范围小的问题,设计了一种新型旋转比例电-机械转换器,采用磁路解析、Maxwell 3D静磁场有限元分析和实验测试等方法研究了旋转比例电-机械转换器的静态特性,并加工了样机,进行了相关... 详细信息

针对传统旋转电-机械转换器静态特性线性度不高、工作范围小的问题,设计了一种新型旋转比例电-机械转换器,采用磁路解析、Maxwell 3D静磁场有限元分析和实验测试等方法研究了旋转比例电-机械转换器的静态特性,并加工了样机,进行了相关实验研究。实验结果表明,电-机械转换器工作范围为-5~5°,最大输出力矩约为±252 m N·m,具有正的磁弹簧刚度,实验与仿真的差值集中在9.6 m N·m以内,相对误差基本小于6%;电-机械转换器具有良好的重复精度,转角-力矩特性曲线非线性误差小于1.5%,滞环小于3.5%,电流-力矩特性曲线具有很好的线性度及较小的滞环,测试结果与仿真结果基本一致。

关键词：电-机械转换器静态特性磁路解析有限元分析环形气隙正磁弹簧刚度

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伺服阀用GMM电-机械转换器静态输出特性的研究

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传感技术学报 2007年第10期20卷 2342-2345页

作者：王传礼丁凡李其朋安徽理工大学机械工程系安徽淮南232001 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州310027

介绍了利用国产超磁致伸缩材料研制的电—机转换器结构与工作原理,利用磁压方程和磁路原理,导出了其位移和力输出特性的静态数学模型.构建了GMM转换器的静态输出特性的实验测试系统,实验研究了GMM转换器的输出位移、输出力的静态和滞回... 详细信息

介绍了利用国产超磁致伸缩材料研制的电—机转换器结构与工作原理,利用磁压方程和磁路原理,导出了其位移和力输出特性的静态数学模型.构建了GMM转换器的静态输出特性的实验测试系统,实验研究了GMM转换器的输出位移、输出力的静态和滞回特性.实验结果表明:GMM转换器具有较大的输出位移和输出力;施加适当的预压力和偏置磁场可增大GMM转换器线性输出位移;驱动电流在0.5～1.25A范围内,可有效减小输出位移的非线性.实验测得的原始输出数据,为进一步将其应用于两级电液伺服阀提供了设计和实验依据.

关键词：超磁致伸缩电-机械转换器静态特性输出位移输出力

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2D伺服阀步进电机式电-机械转换器控制研究

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高技术通讯 2020年第12期30卷 1300-1308页

作者：黄铁隆李胜阮健陈滋凯特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室(浙江工业大学) 杭州310014

为了解决2D伺服阀步进电机式电-机械转换器传统工作方式所存在的分辨率与响应速度之间的矛盾,同时,保证其在系统内部参数变化及外部扰动作用下也能具有良好的控制效果,本文提出了基于自抗扰控制(ADRC)的位置和电流双闭环同步跟踪控制算... 详细信息

为了解决2D伺服阀步进电机式电-机械转换器传统工作方式所存在的分辨率与响应速度之间的矛盾,同时,保证其在系统内部参数变化及外部扰动作用下也能具有良好的控制效果,本文提出了基于自抗扰控制(ADRC)的位置和电流双闭环同步跟踪控制算法。首先,阐述了步进电机式电-机械转换器的同步控制原理,建立了数学模型,设计了自抗扰控制器;其次,根据位置、电流双闭环同步跟踪控制算法,利用Matlab/Simulink对电-机械转换器进行了仿真分析,仿真结果表明,该电-机械转换器具有良好的动静态特性,同时在不同电感、摩擦力等内部参数变化以及外部脉冲干扰作用下也具有良好的控制能力,与传统PID控制相比具有较好的控制效果;最后,为了验证分析的正确性和控制算法的有效性,设计了该电-机械转换器的嵌入式控制系统,搭建了步进电机式电-机械转换器及2D伺服阀特性测试平台,电-机械转换器所测得的对应-3 dB、-90°的频宽为250 Hz,上升时间约为5 ms,实验结果和理论分析较吻合;采用该电-机械转换器的2D伺服阀所测得的对应-3 dB、-90°的频宽约为135 Hz,阶跃响应的上升时间约为8 ms,实验验证了在系统工作压力变化时,系统也具有良好的控制效果。理论分析和实验表明,该电-机械转换器在基于自抗扰控制的位置和电流双闭环同步跟踪控制算法下具有良好的动静态特性,同时具有良好的鲁棒性、抗干扰性。

关键词：电-机械转换器自抗扰控制(ADRC) 双闭环控制 2D伺服阀

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压电数字阀电-机械转换器设计与分析

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机械设计 2013年第11期30卷 77-82页

作者：许有熊朱松青南京工程学院自动化学院江苏南京211167

针对压电陶瓷本身输出位移微小不能直接用于电-气(液)阀作为电-机械转换器的缺点,设计了一种基于弹性铰链的一级微位移放大机构以有效放大压电陶瓷的输出位移,并作为数字阀的电-机械转换器。进行了放大机构的结构和参数设计,并采用有限... 详细信息

针对压电陶瓷本身输出位移微小不能直接用于电-气(液)阀作为电-机械转换器的缺点,设计了一种基于弹性铰链的一级微位移放大机构以有效放大压电陶瓷的输出位移,并作为数字阀的电-机械转换器。进行了放大机构的结构和参数设计,并采用有限元分析方法对其进行了静力学、动力学和疲劳强度分析。分析表明,该设计符合要求。最后,对所设计的放大机构进行放大特性实验研究。实验表明:该放大机构实际放大倍数为4.2,基本接近于有限元分析放大倍数4.59,且具有良好的动态响应特性,可作为研究高性能压电数字阀的电-机械转换器。

关键词：压电放大机构弹性铰链电-机械转换器有限元

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多狭缝高速开关阀的电-机械转换器动态特性

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：陈淑梅陈绍荣李启正黄惠李雨铮黄秋芳福州大学机械工程及自动化学院福州大学流体动力与电液智能控制福建省高校重点实验室福龙马集团股份有限公司

高速开关阀在航空航天领域有广泛的运用，但现有高速开关阀的涡流大导致其响应时间难以提升，且响应时间受衔铁直径、弹簧预紧力等多个结构参数交互影响的规律复杂。针对此问题，分析了涡流对高速开关阀动态特性的影响，在此基础上设计... 详细信息

高速开关阀在航空航天领域有广泛的运用，但现有高速开关阀的涡流大导致其响应时间难以提升，且响应时间受衔铁直径、弹簧预紧力等多个结构参数交互影响的规律复杂。针对此问题，分析了涡流对高速开关阀动态特性的影响，在此基础上设计了一种降低涡流损耗的多狭缝衔铁结构，可加快高速开关阀的电-机械转换器的启闭，并基于此结构分析了衔铁直径、线圈匝数、弹簧预紧力、弹簧刚度交互作用对电-机械转换器启闭特性的影响规律，随后通过灰色关联度量化各因素与启闭时间的关联度。研究表明多狭缝衔铁结构可以减小50.7%的涡流损耗，可缩短启闭时间15%，同时发现弹簧预紧力与闭合时间关联度最高，衔铁直径与复位时间关联度最高，可为高速开关阀的电-机械转换器结构优化和动态特性进一步提升提供依据。

关键词：高速开关阀电-机械转换器涡流动态特性参数分析

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2D伺服阀电-机械转换器参数实时优化的自抗扰同步跟踪控制

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高技术通讯 2021年第12期31卷 1320-1330页

作者：陈滋凯李胜阮健张天聪陈鹏志浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014

步进电机作为2D伺服阀电-机械转换器,在传统工作方式下存在分辨率和响应速度之间的矛盾且容易受扰动影响,新型控制器参数人工整定费时费力且难以取得满意的控制效果。为了解决这些问题,本文提出了参数实时优化的自抗扰同步跟踪控制算法(... 详细信息

步进电机作为2D伺服阀电-机械转换器,在传统工作方式下存在分辨率和响应速度之间的矛盾且容易受扰动影响,新型控制器参数人工整定费时费力且难以取得满意的控制效果。为了解决这些问题,本文提出了参数实时优化的自抗扰同步跟踪控制算法(AAP),其基于自适应遗传算法(AGA)的自动调节机制,能根据电-机械转换器被控过程的输出特性,在线校正和整定控制器参数;自抗扰位置控制器能有效抑制来自电-机械转换器内部电感、摩擦力,外部负载以及2D伺服阀工作的系统压力突变带来的各种干扰;同步跟踪控制实现了电-机械转换器转子在任意位置快速、精确的定位,成功解决分辨率和响应速度之间的矛盾。本文首先阐述电-机械转换器同步跟踪控制原理并建立了数学模型,然后介绍了AAP、自抗扰位置控制器设计及参数优化思路,最后为了检验方法的有效性并测试控制效果,用Matlab/Simulink对比例积分微分(PID)和AAP控制下的电-机械转换器仿真并对比分析,搭建了电-机械转换器和2D伺服阀测试平台。实验测得AAP控制的电-机械转换器上升时间为4.4 ms,对应-3 dB、-90°处的频宽约为240 Hz,控制的2D伺服阀上升时间为6.9 ms,对应-3 dB、-90°处的频宽约为105 Hz,相较于传统PID算法控制,具有更好的动态性能、频率特性及鲁棒性。

关键词：电-机械转换器自适应遗传算法(AGA) 参数实时优化自抗扰控制(AD-RC) 2D伺服阀

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电子雕刻系统用高频电—机械转换器的研制

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纺织学报 2006年第4期27卷 6-10页

作者：方平丁凡李其朋李勇浙江大学流体传动及控制国家重点实验室/机械电子控制工程研究所浙江杭州310027

电子雕刻系统是转移印花制版的关键设备,在分析电子雕刻系统的执行元件高频电—机械转换器结构的基础上,通过数学模型进行了动态性能仿真和磁场分析,讨论了主要结构参数对性能的影响;采用反射光测量方法研究了其静态滞回特性和幅频响应... 详细信息

电子雕刻系统是转移印花制版的关键设备,在分析电子雕刻系统的执行元件高频电—机械转换器结构的基础上,通过数学模型进行了动态性能仿真和磁场分析,讨论了主要结构参数对性能的影响;采用反射光测量方法研究了其静态滞回特性和幅频响应特性,并在电子雕刻系统上进行了实际应用测试。结果表明,该摆动式电—机械转换器最大输出角位移约为±0.006 4 rad(刻针针尖位移±65μm),滞环小于5.5%,幅频宽可达3 100 Hz,是一种结构简单、动作可靠、频响高、线性好的高频电—机械转换器,能够满足电子雕刻系统对电—机械转换器性能的需求。

关键词：转移印花电子雕刻电-机械转换器磁路分析仿真

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耐高压高速开关电—机械转换器关键技术研究

耐高压高速开关电—机械转换器关键技术研究

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作者：满军浙江大学

学位级别：博士

随着计算机技术的日益完善和广泛应用,电液数字控制技术已成为机械行业实现机电一体化的一种重要手段,是实现对液压系统高速、高精度控制的理想方法之一,已广泛应用于国防及民用如航空航天、汽车、冶金、武器控制、农业机械和工程机械... 详细信息

随着计算机技术的日益完善和广泛应用,电液数字控制技术已成为机械行业实现机电一体化的一种重要手段,是实现对液压系统高速、高精度控制的理想方法之一,已广泛应用于国防及民用如航空航天、汽车、冶金、武器控制、农业机械和工程机械等领域。其中,高速开关电—机械转换器是其核心技术。高速开关电—机械转换器可直接与微机相连而无需D/A转换装置,与传统的伺服阀和比例阀阀用电—机械转换器相比,具有结构简单、工艺性好、成本低、抗污染能力强、重复精度高、工作稳定可靠、能耗低等优点,目前已成为电—机械转换器的一个研究热点。对耐高压高速开关电—机械转换器的研究,能够提高电液数字控制系统的整体性能指标,更好地满足生产生活需要,进而推动相关领域理论、技术和装备的发展。论文以耐高压高速开关电—机械转换器为研究对象,采用理论分析、数值仿真和实验研究相结合的方法,对耐高压高速开关电—机械转换器关键技术进行了系统、深入的研究。基于耐高压动铁式高速开关电—机械转换器,对大行程时的吸合性能和释放性能综合考虑,分析了动态过程中的磁路变化,探讨了主要结构参数对静、动态特性的影响,完成了平面形磁极和圆锥形磁极耐高压大行程高速开关电—机械转换器的研制,仿真与实验表明这两种耐高压大行程高速开关电—机械转换器因匹配不同的负载弹簧特性以适用不同的工作行程；针对导磁套一体式耐高压高速开关电—机械转换器漏磁的问题,提出了永磁屏蔽式耐高压高速开关电—机械转换器的结构方案,并进行了仿真分析和实验研究,结果表明,采用永磁屏蔽策略可形成永磁磁通和线圈磁通相互约束的磁场状态,从而在减少漏磁的同时避免永磁体极化磁通的自锁力问题,能有效地增加电磁力并大幅提升吸合性能；作为应用的实例,将耐高压高速开关电—机械转换器应用于电液振动冲击系统,从而用高速开关阀替代了原系统所用的电液伺服阀,仿真与实验表明新系统性能满足设计要求,降低了成本。有关各章内容分述如下：第一章,从电液数字控制和高速开关阀技术应用的角度出发,探讨了高速开关电—机械转换器关键技术的研究进展,分析总结了阀用电—机械转换器的结构和高速响应特点以及发展趋势。第二章,介绍了电—机械转换器的作用、分类及结构特点；针对广泛应用的耐高压动铁式高速开关电—机械转换器,介绍了其典型结构、工作原理和性能指标；建立了电—机械转换器的动态数学模型,围绕电磁力的计算,分别介绍了磁路分析法和有限元分析法,并指出它们的各自特点和应用场合；通过仿真深入研究了高速开关电—机械转换器的动态特性,阐明了动态过程的进行规律和分析设计方法。第三章,研制了平面形磁极和圆锥形磁极耐高压大行程高速开关电—机械转换器,详细分析了其结构与工作原理；针对大行程的工作特点,结合磁路分析法和有限元分析法,分析了动态过程中的磁场/磁路变化以及磁场／磁路变化对静、动态特性的影响,阐述了结构参数的作用机理,明确了两种耐高压大行程高速开关电—机械转换器的具体结构参数值；介绍了静态特性测试系统和动态特性测试系统的原理、组成和实验方法；基于搭建的静、动态特性实验系统,实验研究了这两种电—机械转换器,并与仿真结果进行了对比。第四章,提出并介绍了新型永磁屏蔽式耐高压高速开关电—机械转换器的结构和工作原理,采用磁路分析和有限元仿真相结合的方法,探讨了其主要结构参数对静、动态特性的影响；阐述了电磁铁动态过程的功能转换分析和导磁套受压的失效形式,利用有限元工具分别进行了温升分析和强度分析,结果表明均在许可范围内；搭建了静、动态特性实验系统,进行了实验研究,并与仿真结果进行了对比；与导磁套一体式耐高压高速开关电—机械转换器进行了对比实验,结果验证了永磁屏蔽策略的有效性。第五章,作为耐高压高速开关电—机械转换器的应用实例,研制了基于高速开关阀的电液振动冲击系统,并应用于剁挫机；建立了耐高压高速开关电—机械转换器、高速开关阀和电液振动冲击系统的仿真模型,通过仿真获得其静、动态特性,并探讨了耐高压高速开关电—机械转换器的性能对电液振动冲击系统的影响；建立了冲击能测试系统,获得了基于高速开关阀的电液振动冲击系统的冲击力实验结果,并进行了实验研究和仿真对比。第六章,概况了全文的主要研究工作和成果,并展望了今后需要进一步研究的工作和方向。

关键词：电-机械转换器耐高压高速开关大行程永磁屏蔽电磁铁磁路有限元动态特性响应时间仿真实验

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新型双向比例电-机械转换器的研制

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液压与气动 2005年第12期29卷 62-63页

作者：李其朋方平丁凡浙江大学流体传动与控制国家重点实验室浙江杭州310027

提出一种永磁极化、具备双向驱动能力的电-机械转换器,其工作原理是基于极化磁通与控制磁通的差动叠加控制;分析了其磁场分布及位移-力输出特性。实验结果表明该力马达具有耐高压能力、良好的线性度、较小的滞环和较高的频响,可应用于... 详细信息

提出一种永磁极化、具备双向驱动能力的电-机械转换器,其工作原理是基于极化磁通与控制磁通的差动叠加控制;分析了其磁场分布及位移-力输出特性。实验结果表明该力马达具有耐高压能力、良好的线性度、较小的滞环和较高的频响,可应用于比例阀或伺服阀。

关键词：电-机械转换器双向比例电磁铁差动控制磁场分布

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基于动网格的电-机械转换器空气动力学分析

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微特电机 2015年第7期43卷 16-20页

作者：蒋超猛张弓王映品陈贤帅于兰英广州中国科学院先进技术研究所广州511458 西南交通大学成都610031 深圳先进技术研究院深圳518055

针对高频高速工况下电-机械转换器动圈组件的空气阻尼问题,基于开孔对平板空气阻尼特性影响的理论分析,对电-机械转换器的绕线筒进行结构优化,并采用动网格技术对其运动空气阻尼特性进行CFD计算。结果表明,随着运动频率和速度的增大,动... 详细信息

针对高频高速工况下电-机械转换器动圈组件的空气阻尼问题,基于开孔对平板空气阻尼特性影响的理论分析,对电-机械转换器的绕线筒进行结构优化,并采用动网格技术对其运动空气阻尼特性进行CFD计算。结果表明,随着运动频率和速度的增大,动圈组件受到的空气阻尼几乎与速度的平方成正比。对绕线筒的端部开孔,可大大提高空气流通能力,改善其周围流场的速度和压力分布。相对于结构一,结构二和结构三的空气阻尼分别减小64.3%和97.1%,效果显著。高频高速工况下作用于电-机械转换器的空气阻尼,能够通过优化其内部结构而得到减小。

关键词：电-机械转换器空气动力学高速动网格

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