学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于AMESim齿轮流量计仿真研究

作　者: 王永生
导　师: 张军
学　校: 安徽理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 齿轮流量计瞬态流量 AT89S52单片机 AMESim 压力脉动
分类号: TH814
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 275次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

设计了一种新型结构的流量计——三型行星齿轮流量计。其流量脉动只有普通齿轮流量计的1/9,约为1.4%,该流量计可应用于液压系统高压侧流量测量。其测量原理是:被测液体由进油口通过进油腔,推动齿轮旋转,将油液从进油口带到出油口,将油液排出,齿轮齿数选定后,流量计的几何排量已知,测出其转速,就能得到流量计的平均流量。基于上述测量原理,应用光电编码器测量流量计中心轴的转速,编码器将转速信号变为电信号,传给单片机或计算机,经过运算处理后,系统的平均流量可以通过LCD显示或通过计算机进一步处理。本文首先介绍了三型行星齿轮流量计的结构及其特点,并对流量计的瞬态流量进行了分析。其次建立了流量计的数学模型,得出了流量计的传递函数。选用不同材料的齿轮,计算出对应的流量计总的等效转动惯量,分析不同转动惯量时的Bode图,研究转动惯量对流量计动态特性的影响。同时也分析了泄漏系数和阻尼系数对流量计动态特性的影响。然后对其流量测量系统进行了设计,硬件部分以AT89S52单片机为核心,配合光电编码器和其相关的外围电路,软件设计上采用测周期法和测频率法分段测量,减小了测量误差,提高了测量精度。介绍了建模仿真软件AMEsim,举例说明AMESim在液压系统仿真中的应用以及相关参数的设置问题,利用其中的插件AMEset对所需要的流量计子模型进行开发,将齿轮流量计等效为三对外啮合和三对内啮合齿轮泵进行仿真,根据已有的液压库和液压元件设计库元件搭建了模型,设置参数后进行仿真。仿真结果证明:流量计进流量脉动不大,进出口压力降很小约为0.1MPa。最后用已有的流量计样机进行了一系列实验,将测得的进出口压力、流量、转速信号等进行处理和研究,得到了流量计的仪表系数K ,以及流量恒定某一压力时的压力脉动曲线、Δp ?Q曲线、δ?p曲线。研究表明:该三型行星齿轮流量计具有较高的频率响应,流量脉动低,进出口压力差小的特点,可以应用于液压系统高压侧的流量测量。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-14
引言  14-15
1 绪论  15-23
  1.1 课题的研究意义  15
  1.2 国内外常见流量计的研究现状及发展动态  15-21
    1.2.1 国外流量计的研究现状及动态  16-18
    1.2.2 国内流量计的研究现状及动态  18-21
  1.3 课题的来源  21
  1.4 本论文的主要研究目标和研究内容  21-23
    1.4.1 本论文的主要研究目标  21-22
    1.4.2 本论文的研究内容  22-23
2 三型行星齿轮流量计瞬态流量及其动态特性研究  23-55
  2.1 流量计基础知识  23-26
    2.1.1 流量测量的基础知识  23-24
    2.1.2 流量测量仪表的分类  24-25
    2.1.3 流量测量中常用的物理参数  25-26
  2.2 三型行星齿轮流量计的介绍  26-29
  2.3 三型行星齿轮流量计的流量脉动  29-44
    2.3.1 一对外齿轮啮合时的瞬态流量  29-33
    2.3.2 一对内齿轮啮合时的瞬态流量  33-35
    2.3.3 三对齿轮外啮合时的瞬态流量  35-37
    2.3.4 三对齿轮内啮合时的瞬态流量  37-40
    2.3.5 齿轮内外啮合总的瞬态流量  40-42
    2.3.6 角速度不均匀系数  42-44
  2.4 影响流量计动态特性的因素  44-53
    2.4.1 转动惯量对流量计固有频率的影响  47-49
    2.4.2 阻尼系数对流量计固有频率的影响  49-50
    2.4.3 泄漏系数对流量计固有频率的影响  50-52
    2.4.4 齿轮流量计动态响应特性分析  52-53
  2.5 本章小结  53-55
3 齿轮流量计流量测量系统的设计研究  55-65
  3.1 流量测量系统硬件设计  55-61
    3.1.1 AT89S52 单片机简介  56-58
    3.1.2 光电编码器  58-61
  3.2 流量测量系统软件设计  61-63
  3.3 流量测量系统程序编译和烧录  63-64
    3.3.1 程序的编译  63
    3.3.2 程序的烧录  63-64
  3.4 本章小结  64-65
4 AMESIM 及三型行星齿轮流量计的仿真研究  65-81
  4.1 仿真软件简介  65-70
    4.1.1 AMESim 简介  65-66
    4.1.2 AMESim 常用元件库  66-69
    4.1.3 AMESim 模块介绍  69-70
  4.2 AMESIM 在液压系统中的应用介绍  70-72
  4.3 三型行星齿轮流量计的仿真  72-80
    4.3.1 流量计等效思路  72-73
    4.3.2 流量计的等效仿真  73-80
  4.4 本章小结  80-81
5 齿轮流量计样机实验研究  81-91
  5.1 变转速变压力流量调节实验系统介绍  81-85
    5.1.1 液压回路部分  82-83
    5.1.2 变频器及电机  83-84
    5.1.3 检测元件及控制系统  84-85
  5.2 实验设计思路及信号采集  85-87
    5.2.1 转速、流量测量  86-87
    5.2.2 压力采集  87
  5.3 实验结果处理  87-90
  5.4 本章小结  90-91
6 结论  91-93
  6.1 研究结论  91
  6.2 展望  91-93
参考文献  93-101
致谢  101-102
作者简介  102
攻读硕士学位期间发表的学术论文  102-103

基于AMESim齿轮流量计仿真研究

内容摘要

全文目录

相似论文