新型双齿条齿轮大功率大扭矩扭振振动台（液压及控制系统设计）（本科毕业论文设计）.doc

摘 要

新型双齿条齿轮大功率大扭矩扭振振动台是用来对零件进行疲劳试验、动态刚度、动态阻尼等性能测试的多功能试验平台。它可以为零件的设计提供准确而且完备的设计依据，并对最终产品的性能予以评估。对机械零件的性能、寿命进行测试和分析,可以为产品设计与质量评价提供可靠的科学依据,缩短产品的开发周期和提高产品质量。因此对本试验台相关技术的研究具有特别重要的意义。
本课题主要围绕新型双齿条齿轮大功率大扭矩扭振振动台的液压及控制系统这一主题而展开。其核心内容是双液压缸的反向同步控制。下面将简单介绍本次设计的主要内容：
1 文中从传统的设计方法入手，首先进行了液压传动系统设计：拟定液压系统原理图，根据已知参数，设计合适的液压缸和液压伺服阀以及其他的液压元件，然后选择合适的液压元件，最后验算出液压传动系统技术性能。
2 液压控制系统设计：拟定控制方案，选择伺服液压控制；确定系统组成元件动态特性、绘制方块图；最后建立整个液压系统的动态模型并绘制方块图
3 运用MATLAB建立液压动力元件系统模型，对其进仿真，分析整个液压系统的动态特性，根据仿真的结果计算出系统稳定性、快速性和准确性，为进一步设计改进工作做准备。
4 最后完成了扭振台液压系统实物布局。


关键词：双杆液压缸，同步运动，伺服控制， MATLAB仿真













ABSTRACT

A new vibration generator of Two-rack gear high power and torsion moment is a comprehensive experimental platform used to test fatigue, stiffness, resistance and so on. It can provide precise and general gists for the parts’ design and verify the performance of the final products. The testing and analysis of mechanical transmission system’s performance and life provides reliable scientific evidence for product design. Besides, quality eva luation shortens product development cycles and upgrades product quality. So the test bed technology related research is of great significance.
A new type of fluid transmission and control part of torsion oscillation table has been designed in this paper, and the key is inverted synchronous control of the double fluid cylinder. The main work done in this paper can be summarized as follows:
1. Started with classical design methods, the fluid transmission system is designed: make out the initial schematic diagram of the hydraulic pressure system, design the appropriate fluid cylinder and hydraulic servo clique and select the appropriate hydraulic parts. And then check out the technical characteristics of the fluid transmission system.
2. Fluid transmission system design: Firstly, draw up the control scheme and select the system of hydraulic control. Secondly, figure out the dynamic characteristics of parts which the system consists of. Finally, establish the dynamic model of the whole hydraulic system and protract a block chart.
3. Use the MATLAB to create the model of hydrokinetic element system. Emulate the model and analyze the dynamic characteristics of the hydraulic system so as to calculate the system’s stability、rapidity and veracity, which lays foundation for the next step.
4. Complete the entity layout of the hydrokinetic torsion oscillation table.


Key words: twin-bar fluid cylinder, Synchronous movement，Servo control, MATLAB
simulation





目 录

摘 要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1 绪论 1
1.1论文的选题背景与意义 1
1.2系统设计 1
1.3论文主要研究内容 3
2 液压传动和控制的特点及方案选择 4
2.1引言 4
2.2液压传动的特点 4
2.2.1液压传动的优点 4
2.2.2液压传动的缺点 4
2.3液压控制的特点 4
2.3.1液压控制的优点 5
2.3.2液压控制的缺点 5
2.4液压控制系统的类型及选择 5
2.4.1闭环控制系统和开环控制系统 5
2.4.2阀控系统和泵控系统 5
2.4.3机械液压控制系统、电气液压控制系统和气动液压控制系统 5
2.4.4液压控制系统的选择 6
2.5本章小结 6
3 振动台液压传动系统设计 7
3.1技术要求 7
3.2运动原理 7
3.3液压缸的设计 7
3.3.1液压缸设计压力 7
3.3.2液压缸主要结构参数 7
3.3.3液压缸最大流量 9
3.3.4液压缸负载压力 9
3.4液压系统原理图 11
3.4.1振动台主机结构功能 12
3.4.2振动台电液伺服系统工作原理 …………….………………………………………………12
3.4.3振动台技术特点 12
3.5液压元件、辅件的选择 12
3.5.1液压泵及其驱动电机 12
3.5.1.1液压泵最高工作压力 12
3.5.1.2液压泵的最大流量 13
3.5.1.3液压泵的规格 13
3.5.1.4液压泵的驱动功率计算和电动机的选择 14
3.5.2液压控制阀和液压辅助元件的选择 14
3.6系统布局图 16
3.7液压系统技术性能计算 17
3.7.1验算系统压力损失 17
2.7.2估算系统效率、发热温升估算 18
3.7.3液压冲击 18
3.8本章小结 19
4 振动台液压控制系统设计及仿真分析 20
4.1 定量泵的动态特性 20
4.1.1确定液压泵传递函数，画出动态方块图 20
4.1.2MATLAB建模仿真分析 23
4.2 液压缸的动态特性 27
4.2.1确定液压缸传递函数，画出动态方块图 27
4.2.2MATLAB建模仿真分析 28
4.3 伺服阀控液压缸系统的动态特性 33
4.3.1确定阀控缸传递函数，画出系统动态方块图 33
4.3.2MATLAB建模仿真分析 38
4.4 振动台液压伺服系统的动态特性 40
4.4.1伺服阀传递函数 40
4.4.2振动台伺服控制系统及MATLAB仿真分析 42
4.5本章小结 45
5 结论与展望 46
5.1论文的主要工作和结论 46
5.2展望以及改进..