極端環(huán)境下的電液伺服控制理論與性能重構

第1章概論1
1.1液壓流體力學與液壓元件1
1.1.1液壓流體力學1
1.1.2液壓元件4
1.2極端環(huán)境下電液伺服元件的性能演化與系統(tǒng)的性能調(diào)控12
1.2.1極端環(huán)境下電液伺服元件的性能演化12
1.2.2極端環(huán)境下電液伺服系統(tǒng)的性能調(diào)控26
參考文獻28
第2章三通射流管閥31
2.1概述31
2.2數(shù)學模型33
2.2.1圓形射流基礎33
2.2.2空載接收流量計算方法34
2.2.3斷載恢復壓力計算方法42
2.2.4靜態(tài)特性51
2.3推薦結構及其特性74
2.3.1最優(yōu)結構75
2.3.2Ⅲ型三通射流管閥及其特性78
2.4實踐試驗81
2.4.1試驗裝置及方法81
2.4.2試驗結果與分析82
參考文獻84
第3章四通射流管閥86
3.1概述86
3.2數(shù)學模型87
3.2.1單孔空載接收流量、能量計算方法88
3.2.2單孔斷載恢復壓力計算方法88
3.2.3全工作行程的數(shù)學模型90
3.3典型結構及其特性97
3.3.1對稱均等型98
3.3.2對稱不均等型99
3.3.3均等不對稱型100
3.4對稱均等型四通射流管閥沖蝕磨損后的結構及其特性102
3.5實踐試驗104
3.5.1對稱均等型四通射流管閥壓力特性104
3.5.2對稱不均等型四通射流管閥壓力特性106
參考文獻110
第4章射流管電液伺服閥及其尺寸鏈分析方法112
4.1工作原理與數(shù)學模型112
4.1.1四通射流管閥的三系數(shù)113
4.1.2永磁動鐵式力矩馬達123
4.1.3銜鐵組件126
4.1.4四通射流管閥控制功率級滑閥127
4.1.5主閥芯127
4.2理論特性128
4.2.1靜態(tài)特性128
4.2.2動態(tài)特性131
4.2.3實踐試驗133
4.3精密零部件公差及裝配尺寸鏈對電液伺服閥零偏的影響136
4.3.1具有不對稱尺寸時的裝配尺寸鏈138
4.3.2考慮尺寸不對稱性時的射流管伺服閥模型144
4.3.3考慮裝配尺寸公差及其分布概率時的零偏150
4.3.4導致零偏的制造裝配因素分析及零偏抑制措施154
4.3.5實踐試驗156
4.4力矩馬達氣隙誤差對電液伺服閥零偏的影響159
4.4.1力矩馬達及氣隙對力矩馬達零位的影響159
4.4.2理論特性162
4.4.3實踐試驗165
4.5射流前置級不對稱性對電液伺服閥零偏的影響166
4.5.1基本方程167
4.5.2理論分析172
4.5.3實踐試驗176
參考文獻178
第5章極端溫度下電液伺服閥尺寸鏈重構與零偏漂移180
5.1概述180
5.2高溫環(huán)境下的尺寸鏈重構181
5.2.1特性不規(guī)則且不重復現(xiàn)象181
5.2.2規(guī)則金屬體的變形機理183
5.2.3精密偶件的尺寸鏈重構189
5.2.4射流管伺服閥的性能重構與改進措施195
5.3極端低溫下溫漂的線性回歸分析方法197
5.3.1溫漂試驗現(xiàn)象198
5.3.2溫漂的線性回歸分析方法199
5.3.3試驗結果與分析202
5.4射流管伺服閥零偏漂移機理203
5.4.1溫度對材料性能及零件尺寸的影響204
5.4.2加工裝配誤差導致的結構尺寸不對稱性208
5.4.3精密偶件間的相對熱位移215
5.4.4數(shù)學模型及溫漂機理225
5.4.5溫漂的理論結果238
5.5實踐試驗241
5.5.1射流管伺服閥常溫特性試驗241
5.5.2射流管伺服閥小信號空載流量特性試驗243
5.5.3射流管伺服閥溫漂試驗244
參考文獻249
第6章隨機振動環(huán)境下電液伺服閥的零偏漂移251
6.1分析方法251
6.2數(shù)學模型253
6.3導致零偏漂移的因素257
6.3.1滑閥閥芯質(zhì)量259
6.3.2銜鐵組件質(zhì)量中心與旋轉中心距離260
6.3.3銜鐵組件質(zhì)量261
6.4實踐試驗261
6.4.1試驗裝置及方法262
6.4.2試驗結果與分析263
參考文獻265
第7章三維離心環(huán)境下電液伺服閥的零偏漂移267
7.1概述267
7.2電液伺服閥的特征位移與離心環(huán)境下的空間姿態(tài)268
7.2.1電液伺服閥的三個特征位移268
7.2.2空間姿態(tài)268
7.2.3兩種典型的離心環(huán)境269
7.2.4離心環(huán)境下的加速度合成定理269
7.3數(shù)學模型270
7.3.1勻速圓周運動離心環(huán)境情況270
7.3.2勻加速圓周運動離心環(huán)境情況275
7.4實踐試驗279
7.4.1試驗裝置279
7.4.2試驗方法及結果279
7.4.3零偏漂移及其抑制措施281
參考文獻285
第8章電液伺服閥的沖蝕磨損與黏著磨損286
8.1概述286
8.2射流前置級沖蝕磨損機理與計算方法287
8.2.1沖蝕磨損機理288
8.2.2沖蝕磨損理論290
8.2.3沖蝕磨損量數(shù)值計算方法293
8.2.4實踐試驗297
8.3液壓滑閥功率級沖蝕磨損機理與計算方法300
8.3.1沖蝕磨損理論301
8.3.2沖蝕磨損量數(shù)值計算方法310
8.3.3沖蝕磨損量的影響因素及討論313
8.3.4實踐試驗321
8.4沖蝕磨損引起的液壓滑閥功率級性能重構326
8.4.1滑閥閥口沖蝕圓角計算模型327
8.4.2四邊滑閥的形貌和性能演化過程332
8.4.3實踐試驗335
8.5電液伺服閥反饋桿小球黏著磨損量計算方法及影響因素337
8.5.1黏著磨損量計算方法337
8.5.2黏著磨損量影響因素342
8.5.3實踐試驗344
參考文獻345
第9章緊湊型旋轉直驅(qū)式壓力伺服閥347
9.1概述347
9.2工作原理與數(shù)學模型348
9.2.1工作原理348
9.2.2非線性數(shù)學模型350
9.3穩(wěn)定性判據(jù)與參數(shù)匹配設計方法354
9.3.1穩(wěn)定性判據(jù)354
9.3.2電機轉角內(nèi)閉環(huán)對穩(wěn)定性的影響356
9.4偏心驅(qū)動機構優(yōu)化設計358
9.4.1小球球心偏心距對響應速度的影響358
9.4.2偏心小球與圓柱孔配合間隙對負載壓力突跳的影響358
9.4.3偏心小球耐磨損及其改進措施359
9.5實踐試驗359
9.5.1樣機及試驗系統(tǒng)359
9.5.2樣機實測性能361
參考文獻363
第10章極端小尺寸雙級溢流閥365
10.1概述365
10.2雙級溢流閥及其失穩(wěn)現(xiàn)象365
10.3穩(wěn)定性判據(jù)與參數(shù)匹配設計方法367
10.3.1數(shù)學模型367
10.3.2先導閥的穩(wěn)定性判據(jù)371
10.3.3主閥的穩(wěn)定性判據(jù)373
10.3.4基于穩(wěn)定工作的雙級溢流閥結構參數(shù)匹配設計方法375
10.3.5穩(wěn)定性問題376
10.4先導閥前腔串加阻尼孔的極端小尺寸集成式雙級溢流閥377
10.4.1先導閥前腔串加阻尼孔的雙級溢流閥377
10.4.2新型集成式雙級溢流閥的穩(wěn)定性378
10.4.3普通集成式雙級溢流閥與新型集成式雙級溢流閥的穩(wěn)定性對比380
10.5實踐試驗381
參考文獻382
第11章振動環(huán)境下的極端小尺寸減壓閥383
11.1概述383
11.2結構與工作原理384
11.3數(shù)學模型385
11.3.1整機無振動時的數(shù)學模型385
11.3.2整機振動時的數(shù)學模型389
11.4理論特性390
11.4.1整機無振動時彈簧剛度對特性的影響390
11.4.2整機無振動時壓力感受腔容積對特性的影響392
11.4.3整機振動時振動頻率和幅值對特性的影響393
11.5實踐試驗394
參考文獻395
第12章液壓伺服作動器397
12.1概述397
12.1.1推力矢量控制技術397
12.1.2功能結構399
12.1.3國外先進作動器材料及表面處理技術406
12.1.4極端溫度下燃油動密封材料、密封形式和防塵方法407
12.2并聯(lián)雙桿液壓伺服作動器偏載力和徑向力412
12.2.1數(shù)學模型413
12.2.2偏載力和徑向力415
12.2.3實踐試驗422
12.3集成式伺服作動器能源配置與壓力損失424
12.3.1能源配置424
12.3.2選擇活門及其壓力損失426
12.3.3壓力損失對作動器活塞速度的影響430
12.4自動回中與鎖緊協(xié)同435
12.4.1自動回中功能與鎖緊功能435
12.4.2鎖緊機構結構與力學模型437
12.4.3自動回中功能與鎖緊結構設計442
12.5寬溫域下三位四通電磁液動換向閥的幾何尺寸鏈與卡滯特性443
12.5.1滑閥結構與工作原理444
12.5.2溫度和殘余應力對滑閥副尺寸鏈和配合間隙的影響445
12.5.3不均勻油液壓力對滑閥副配合間隙的影響447
12.5.4滑閥卡滯及其解決措施449
參考文獻451
附錄工作介質(zhì)453
1．　液壓油453
2．　磷酸酯液壓油456
3．　航空煤油：　噴氣燃料（燃油）457
4．　航天煤油460
5．　自然水（淡水與海水）462
6．　壓縮氣體（空氣、氮氣、惰性氣體）463
7．　燃氣發(fā)生劑465