超高壓恒流量水壓伺服加載系統(tǒng)的研制.pdf

1、巖石在地層深部處于一個壓力場、溫度場、磁場以及地下水動力場等多場耦合的環(huán)境。為了配合掃描設(shè)備實(shí)現(xiàn)對巖石試樣內(nèi)部裂紋的發(fā)生、發(fā)展以及高壓水在縫隙中運(yùn)移的觀測，進(jìn)一步獲得巖石在模擬地下環(huán)境中被壓裂的微觀特性，本文設(shè)計了一種可以持續(xù)輸出140MPa流量脈動小于0.2％的液壓伺服加載系統(tǒng)以模擬其海底或地下水動力場環(huán)境。
　　本文在首次地提出了一種由雙泵組成，由伺服電機(jī)-減速器驅(qū)動的可以持續(xù)輸出超高壓恒流量水壓伺服系統(tǒng);而后，一、通過數(shù)值計

2、算得出了單個柱塞泵運(yùn)動規(guī)律對泵系統(tǒng)柱塞副泄漏量的影響用以指導(dǎo)在未來此類泵的設(shè)計開發(fā)中柱塞副尺寸設(shè)計以及柱塞運(yùn)動方程的確立。而后，基于Simulink針對無模型自適應(yīng)控制驅(qū)動的超高壓恒流量水壓伺服加載系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，對其控制效果進(jìn)行了驗(yàn)證，并得出了其中的兩大參數(shù)對控制效果的影響。
　　首先本文對該系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。超高壓恒流量水壓伺服加載系統(tǒng)的核心部分是伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，用以完成輸出油液的動態(tài)加載，其性能直接決定著試驗(yàn)系統(tǒng)的整

3、體工作性能。本論文以設(shè)計一套超高壓恒流量水壓伺服加載系統(tǒng)為目標(biāo)，研制過程中綜合應(yīng)用了:經(jīng)典的柱塞副結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)超高壓油液的輸送;可在大載荷下實(shí)現(xiàn)慢速高精度進(jìn)給的伺服電機(jī)+減速器+滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)，從根本上消除了傳統(tǒng)斜盤式軸向柱塞泵由于其運(yùn)動方式引起的流量脈動。
　　其次本文對實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時諸多可能影響到系統(tǒng)流量的因素之一的柱塞副內(nèi)泄露進(jìn)行了分析?；贏NSYS求解出其在設(shè)計工況下柱塞副的形變量而后對其泄露量進(jìn)行計算，得出在考慮泄露的情

4、況下，系統(tǒng)無法滿足設(shè)計要求的結(jié)論。
　　而后，采用無模型自適應(yīng)控制來解決液壓伺服系統(tǒng)存在的非線性、強(qiáng)交叉耦合、建模復(fù)雜困難、參數(shù)不確定度高和高精度軌跡跟蹤控制問題，有效地保證了系統(tǒng)的跟蹤誤差要求和靜動態(tài)性能，使系統(tǒng)具有良好的剛度和魯棒性;
　　最后利用Simulink仿真有效地驗(yàn)證了無模型自適應(yīng)控制在本液壓伺服系統(tǒng)中的控制效果。
　　通過仿真驗(yàn)證，本課題設(shè)計的超高壓恒流量水壓伺服加載系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的技術(shù)要求，具有較好的