液压伺服控制技术课程实验指导书.docVIP

东 北 林 业 大 学 实 验 指 导 书 液压伺服控制技术课程 常同立 2012.01.01 实验项目一：小正开口四通滑阀流量——压力特性 一、实验目的： 四通滑阀流量特性描述了阀芯位移、负载压力和负载流量三个参数的变化关系。相对较为难理解，采用计算机软件进行数学公式图示化操作加强理解效果。 二、实验内容： 小正开口四通滑阀的负载流量公式如下，将其绘制成曲线图。 三、实验方法 用MATLAB/Simulink编写如下程序。 % %%%%%%%% % Draw flow-pressure curves clear all u=0.06; for xv=[[1-u 0.8-u 0.6-u 0.4-u 0.2-u u] [u:-0.03:-1*u] [-1*u -0.2+u -0.4+u -0.6+u -0.8+u -1+u]] if xv = 0, plps=[-1:0.01:1]; if xv-u=0,ql=(u+xv)*sqrt(1-plps); else ql=(u+xv)*sqrt(1-plps)-(u-xv)*sqrt(1+plps); end plot(plps,ql);hold on else plps=[-1:0.01:1]; if u+xv=0,ql=-1*(u-xv)*sqrt(1+plps); else ql=(u+xv)*sqrt(1-plps)-(u-xv)*sqrt(1+plps); end u-xv plot(plps,ql);hold on end xv; end grid on; ylabel(qL), xlabel(PL), %%%%%%%%%% 四、实验结果 运行计算机程序，观察分析结果。如果运行结果与理论预期不符，检查计算机程序。 如果运行结果与理论预期一致，采用屏幕拷贝，粘贴到“画图”程序中。 在画图程序中，选取需要图形区域，复制粘贴到实验报告中。 实验项目二：机液伺服系统分析 一、实验目的： 1）学习Simulink软件分析液压控制系统方法； 2）理解和掌握机液伺服系统分析方法。 二、实验内容： 用仿真方法完成以下内容。 中文参考书思考题 6 – 8 某仿形车床的仿形刀架如习图6.1所示， 它由控制四通滑阀、对称液压缸和反馈结构组成。对称缸的活塞杆固定，缸筒与控制滑阀体连接成一个整体。反馈杆一端铰接在缸筒上，另一端是触头与靠模（样板）接触。中部通连杆与阀芯连接。 部分技术数据如下： 刀架最大位移0.11m，刀架移动速度0.002m/s，切削阻力4000N，折算到活塞杆总质量20kg，活塞有效面积0.004m2，粘性阻力系数0.06Ns/m，工件、刀具和刀架系统（负载系统）弹簧刚度4×107N/m，伺服阀面积梯度0.094m，伺服阀径向间隙6×10-7 m，伺服阀阀口流量系数0.62，供油压力2Mpa，工作液密度900kg/m3，工作液体积弹性模量700Mpa，工作液动力粘度0.014Ns/m2，反馈机构1。 要求：分析控制系统稳定性。 习图6.1 三、实验方法 实验用Simulink程序编写参考下面例子。 [示例] 用Simulink作为工具，通过绘制伯德图设计该滞后补偿控制器。 图8.34 系统方块图 建立图8.34系统的开环系统的Simulink模型，如图8.35中的模型a。绘制该模型的伯德图，调整电子伺服放大器增益，相对稳定性满足增益裕量要求，例如选择，绘制伯德图见图8.36中的曲线a。 取，，建立补偿器的Simulink模型，如图8.35中的模型b。绘制该模型的伯德图，见图8.36中的曲线b。可以看出滞后网络是一个低通滤波器。 用设计好的滞后校正器，建立校正后的图8.34系统的开环系统的Simulink模型，如图8.35中的模型c。绘制该模型的伯德图，调整电子伺服放大器增益，相对稳定性满足增益裕量要求，例如选择，绘制伯德图见图8.36中的曲线c。 图8.35 Simulink模型 滞后校正的主要作用是在保证系统的稳定性的条件下，通过提高低频段增益，减小系统的稳态误差，或者在保证系统稳态精度的条件下，通过降低系统高频段的增益，以保证系统的稳定性。 四、实验结果 运行计算机程序，观察分析结果。如果运行结果与理论预期不符，检查计算机程序。 如果运行结果与理论预期一致，采用屏幕拷贝，粘贴到“画图”程序中。 在画图程序中，选取需要图形区域，复制粘贴到实验报告中。 实验项目三：电液伺服系统分析 一、实验目的： 1）学习MATLAB软件分析液压控制系统方法； 2）理解和掌握电液伺服系统分析方法。 二、实验内容： 用仿真方法完成以下内容。 中文参考书思考题 8 – 5 分析习图8.1所示系统的稳定性，求出系统穿越频率与稳定裕度。