电液伺服系统故障仿真研究

摘要

电液伺服系统是机械、电子和液压技术的集成，是高精度、大功率系统的首选控制方式。实际上，由于电液伺服系统的耦合性强的复杂，发生故障的原因具有重叠、复杂性，一旦系统发生故障，检查故障的原因较为困难。因此，电液伺服系统的全生命周期故障研究成为液压技术今后相当一段时间的紧迫问题。 特别强调，电液伺服系统的故障研究主要包括有故障样本信息和故障机理。由于实际应用获得的故障样本比较零散，特别缺乏稀有故障样本。所以本文对各类电液伺服系统进行故障仿真研究，以便推进仿真技术在电液伺服系统故障诊断领域的应用。主要完成以下的研究： 1.建立电液伺服系统的仿真模型。应用电液控制理论技术进行分析，运用新型的面向对象的可视化流体仿真软件，建立系统及元件的故障模型。主要建立液压阀位置控制和泵控液压系统的仿真模型；新型感载液压控制元件的研究。 2.电液伺服系统的故障仿真。在建立模型基础上，应用AMESim对电液压伺服系统进行故障仿真。通过故障仿真，为故障样本来源及故障机理探索提供了新的技术支持。系统故障模型分为两类：一类是系统中大概率出现的机、电、液物理性能参数的病变，另一类是小概率的系统故障。 3.研究建立电液伺服系统半物理仿真与检测实验的方法。本文采用AMESim与MATLab的实时仿真功能、xPC Target平台和液压元件构成半物理仿真系统来实现电液伺服系统的半物理仿真，在此基础上，可进一步实现系统故障仿真试验。 4.液压系统故障诊断方法。重点介绍了基于故障样本的故障诊断方法，传递函数诊断方法和智能故障诊断方法。为液压故障仿真提供完善和应用的环境。

目录

文摘

英文文摘

第一章电液系统故障仿真概述

1.1课题的提出和研究意义

1.2国内外研究现状分析

1.2.1国外电液系统仿真技术

1.2.2国内电液系统仿真技术

1.3本文的主要研究内容

第二章基于AMESim的液压元件和系统建模仿真

2.1软件仿真概述

2.2电液控制技术概述

2.2.1电液伺服系统的基本构成

2.2.2电液伺服控制技术非线性特征

2.3基于AMESim液压系统建模概述

2.4两级喷嘴挡板式伺服阀建模

2.5阀控非对称缸位移伺服系统模型

2.6新型液压元件及系统仿真

2.7泵控液压系统仿真

2.8本章小结

第三章电液伺服系统故障仿真

3.1电液伺服系统故障介绍

3.1.1故障的相关因素

3.1.2故障的特点

3.2电液位置伺服元件及系统故障仿真

3.2.1伺服阀的故障仿真

3.2.2对称阀控制非对称缸位置伺服系统故障仿真

3.2.3电液力伺服控制系统故障仿真

3.3本章小结

第四章电液伺服系统的物理和半物理仿真

4.1液压元件故障物理模拟法

4.2实时仿真

4.2.1 AMESim实时仿真功能介绍

4.2.2 MATLAB的实时仿真功能

4.2.3 xPC Target

4.2.4 AMESim结合MATLAB的实时仿真实现

4.3电液控制系统的半物理实时仿真测试

4.4电液伺服系统的半物理故障仿真

4.4.1液压元件在环的半物理故障仿真

4.4.2液压控制器在环的半物理故障仿真

4.5本章小结

第五章电液伺服系统的故障诊断

5.1电液伺服系统故障诊断技术概述

5.2液压系统故障诊断方法简绍

5.3基于电液故障样本的诊断技术

5.4采用传递函数的电液伺服系统故障诊断技术

5.4.1冲击信号激振

5.4.2白噪信号激振

5.4.3离线诊断

5.4.4在线监测和诊断

5.5电液系统智能故障诊断技术

5.6本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文