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深海环境下电液比例变量泵流量特性研究

作　者: 谢强
导　师: 邓斌
学　校: 西南交通大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 深海流量控制特性电磁比例阀 matlab Labview 粘度
分类号: TH38
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 35次
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内容摘要

随着陆地资源的匮乏和海洋探测技术的发展,目前,人类已经发现的海洋资源足够人类使用很长一段时间,但目前深海机械的发展还相对落后,主要原因在于深海环境要求深海机械具备抗高压、低故障率、耐低温和耐腐蚀的特性。液压源作为深海机械中重要的动力源设备,其性能的好坏将决定机械的工作性能,而流量作为液压源的重要输出量之一,将直接决定工作装置(如液压缸、液压马达)的运动速度等特性,因此,需要研究变量泵元件参数、系统其它参数和深海环境对液压系统的流量输出特性的影响。本论文的研究分以下几部分：(1)介绍液压油的密度、粘度等属性,并结合以往学界的研究成果,得出本论文适用的密度、粘度、有效体积弹性模量等计算公式；(2)结合物理定律(牛顿第二定律、动量守恒等),建立深海动力源仿真模型,并通过修改(电液比例阀阀芯质量、控制柱塞质量、PID控制器中Kp等)参数,分析研究阶跃输入信号下系统流量特性,以作为未来开发更为先进的深海液压源系统的参考；(3)深海环境下,系统的观察并不直观,因此,本文开发了一款能适用于深海环境的监测系统,该系统以Labview为软体,应用PCI8622采集卡为采集前端,采用基于高级语言的模块化设计简化了程序。此监测与分析程序既可以用于信号的监测与采集,同时,也可完成流量-压力曲线分析和幅频、相频特性分析；(4)在863项目的经费支持下,设计了深海液压动力源系统,并采用陆地模拟试验方式测试该系统。本文将阐述试验的试验方法、试验条件、试验设备和试验结论,通过高压模拟试验,研究分析了深海环境和流量输入电压对系统输出流量特性的影响,为深海控制器及变量泵开发提供了参考。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-17
  1.1 研究背景  12-13
  1.2 深海液压系统  13-14
  1.3 深海机械的发展  14
  1.4 比例变量泵控制基础  14
  1.5 比例流量控制技术的发展  14-15
  1.6 虚拟仪器简介  15-16
  1.7 本文研究内容  16-17
第2章深海电液比例泵的组成及工作原理  17-20
  2.1 电液比例泵的组成  17
  2.2 电液比例柱塞泵的工作原理  17-19
    2.2.1 电子控制原理  17-18
    2.2.2 液压控制原理  18-19
  2.3 深海变量泵特点  19
  2.4 本章小结  19-20
第3章液压油属性基础  20-25
  3.1 密度  20
  3.2 粘度  20-22
    3.2.1 粘温特性  21-22
    3.2.2 粘压特性  22
  3.3 液压油的压缩性  22-23
  3.4 有效体积弹性模量  23-24
  3.5 本章小结  24-25
第4章深海电液比例泵流量控制模型  25-34
  4.1 理论基础  25-29
    4.1.1 薄壁小孔  25-26
    4.1.2 滑阀流量  26
    4.1.3 液动力  26-29
    4.1.4 液压油泄漏  29
  4.2 比例泵元件理论模型  29-33
    4.2.1 电液比例阀的理论模型  29-30
    4.2.2 控制柱塞的理论模型  30
    4.2.3 柱塞泵的理论模型  30-31
    4.2.4 信号放大器  31-32
    4.2.5 PID控制原理  32-33
  4.3 本章小结  33-34
第5章深海比例泵流量特性仿真研究  34-46
  5.1 深海电液比例泵流量控制仿真模型  34-35
    5.1.1 软件基础  34-35
    5.1.2 软件建模  35
  5.2 深海电液比例泵流量特性研究  35-45
    5.2.1 稳态仿真  36
    5.2.2 瞬态仿真  36-45
  5.3 本章小结  45-46
第6章深海动力源监测程序开发  46-57
  6.1 Labview基础  46-48
    6.1.1 工具模块  46
    6.1.2 控制模板  46-47
    6.1.3 函数选板  47-48
  6.2 监测程序开发  48-56
    6.2.1 端口分配及意义  48-49
    6.2.2 程序流程  49-50
    6.2.3 程序函数  50-52
    6.2.4 Labview程序  52-56
  6.3 本章小结  56-57
第7章深海比例泵流量特性试验研究  57-67
  7.1 零部件试验  57-60
    7.1.1 模拟舱密封与耐压试验  57-58
    7.1.2 电磁溢流阀耐压试验  58-59
    7.1.3 数据采集与检测元件试验  59-60
  7.2 整机深海模拟试验  60-66
    7.2.1 试验原理及装配  60-62
    7.2.2 试验条件  62
    7.2.3 试验方法  62-63
    7.2.4 试验现象及分析  63-66
  7.3 本章小结  66-67
结论  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
附件1: 电液比例变量泵参数明细  73-74
附件2: 仿真m文件数据  74-77
附件3: 动力源系统图  77-78
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况  78

深海环境下电液比例变量泵流量特性研究

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