液压动力系统泵源压力脉动抑制研究

作     者：冒唯君 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张立杰

授予年度：2022年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：泵源脉动 虚拟样机 脉动抑制 蓄能器 主动滤波 

摘      要：柱塞泵作为液压系统中的动力元件,因其结构紧凑、效率高、无级调节性能等优点被广泛用于大功率工业装备当中。随着对于制造业高质量发展的要求越来越高,在高稳定性、高精密系统中的泵源流量、压力脉动问题愈发不可忽视。本课题针对液压动力系统中的流量、压力脉动的抑制问题,从泵源角度分析压力脉动的产生机理和影响因素,并结合仿真与实验从主动与被动抑制两个方面研究其脉动抑制特性,为液压动力系统泵源脉动的抑制研究提供理论支持。论文主要内容如下:从泵源的角度分析压力脉动的产生机理与关键参数的影响规律。使用理论计算的方法,对柱塞泵的柱塞进行运动分析,推导其瞬时流量公式,分析了脉动的产生原因,确定了影响泵源脉动的关键参数,并利用虚拟样机技术,建立柱塞泵及液压动力系统的虚拟样机仿真模型,进行了关键参数的仿真研究。从压力脉动的被动抑制角度,分析基于蓄能器的脉动抑制性能。从理论分析角度分析了蓄能器抑制压力脉动的原理,建立了蓄能器脉动抑制特性的传递函数,建立了蓄能器抑制脉动的simulink仿真模型,并仿真研究了关键参数对脉动被动抑制性能的影响规律。从压力脉动的主动抑制角度,分析基于伺服阀的脉动抑制性能。依托于自适应主动滤波理论,简要分析了滤波原理,推导了F-x LMS滤波算法的迭代公式,建立滤波系统各环节的传递函数,建立伺服阀抑制脉动的simulink仿真模型,仿真研究了关键参数对脉动主动抑制性能的影响规律。设计实验,验证泵源脉动特性与主、被动脉动抑制性能。搭建液压动力系统试验台,对柱塞泵泵源脉动特性进行实验验证,进行基于蓄能器的被动抑制特性实验与基于伺服阀的主动抑制特性实验,验证了理论与仿真内容的正确性。