安裝剛度對電液伺服加載系統(tǒng)的影響研究.pdf

1、電液伺服加載系統(tǒng)在工程實際中具有非常廣泛的應(yīng)用，但機架安裝剛度的存在使得系統(tǒng)的動力學(xué)行為變得非常復(fù)雜，如在受到?jīng)_擊、振動、過載等復(fù)雜動力載荷的作用時，動力機構(gòu)的安裝機架容易產(chǎn)生共振、變形、疲勞、斷裂等現(xiàn)象，從而限制了伺服系統(tǒng)的頻寬、控制精度，嚴重影響了伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性，甚至引發(fā)災(zāi)難性事故。因此開展安裝剛度對電液伺服加載系統(tǒng)的影響研究具有理論意義和實際的工程價值。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以主動式電液伺服加載系統(tǒng)為研究對象，建立了

2、考慮安裝剛度的電液伺服加載系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析了安裝剛度對電液伺服加載系統(tǒng)特征方程參數(shù)的影響。⑵利用MATLAB軟件，對所建立的考慮安裝剛度的電液伺服加載系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進行了仿真研究，并與不考慮安裝剛度的電液伺服加載系統(tǒng)仿真結(jié)果進行了對比分析。在4種不同負載剛度下，對加載系統(tǒng)階躍響應(yīng)特性曲線及頻率特性曲線進行了分析，研究了不同安裝剛度對電液伺服加載系統(tǒng)的影響。⑶采用有限元分析軟件Abaqus，對電液伺服加載系統(tǒng)中含十字橫梁的安裝機架做了模態(tài)

3、分析和諧響應(yīng)分析，獲得了機架的等效安裝剛度，并針對十字形橫梁安裝機架的薄弱環(huán)節(jié)和抗振薄弱區(qū)，提出了通過構(gòu)建三角結(jié)構(gòu)提高機架安裝剛度的優(yōu)化方案，并對比了優(yōu)化前后機架的安裝剛度及其對電液伺服加載系統(tǒng)性能的影響。⑷針對安裝剛度對電液伺服加載系統(tǒng)的影響研究，進行了實驗設(shè)計。確定了考慮安裝剛度的電液伺服加載系統(tǒng)實驗方案，對實驗臺各元件及參數(shù)進行了選型與計算，設(shè)計了系統(tǒng)的測控軟件，當給定加載信號時，利用NI數(shù)據(jù)采集卡對電液伺服加載系統(tǒng)響應(yīng)信號進行采

4、集，并利用NI LabVIEW軟件在上位機中進行分析。
　　本研究表明：安裝剛度主要影響電液伺服加載系統(tǒng)的諧振與阻尼，動力機構(gòu)的固有頻率實際是由安裝機架固有頻率與液壓固有頻率所組成，隨著安裝剛度的提高，系統(tǒng)的阻尼增大。在不同負載剛度的工況下，安裝剛度對電液伺服加載系統(tǒng)的影響有所不同。當負載剛度大于液壓彈簧剛度時，安裝剛度對電液伺服加載系統(tǒng)的影響較大，系統(tǒng)的截止頻率由12.7Hz減小到7.9Hz，相位裕度由69.5度減小到39.5度