【導(dǎo)讀】近年來，世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，制造業(yè)起著支柱作。尤其在中國(guó)這一發(fā)展中國(guó)家，制造業(yè)的發(fā)展更是日新月異。種材料進(jìn)行加工制造，使其符合人們的使用需要。在制造業(yè)的每一個(gè)領(lǐng)域，例如航空、汽車、拖拉。機(jī)、機(jī)床、儀表這些行業(yè)都缺少不了壓力加工。壓力加工應(yīng)用的主要工具就是各種鍛壓機(jī)械。鍛壓機(jī)械主要用于金屬成形，所以又稱為金屬成形機(jī)床。金屬施加壓力使之成形的，力大是其基本特點(diǎn)，故多為重型設(shè)備。鍛壓機(jī)械以及與之配套的操作機(jī)、機(jī)械手和工業(yè)機(jī)器人也相繼研制成功。的鍛壓機(jī)械可生產(chǎn)精確制品，有良好的勞動(dòng)條件，環(huán)境污染很小。同的動(dòng)力及傳動(dòng)形式分為機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)。程是可變的，能夠在任意位置發(fā)出最大的工作力。油壓機(jī)就是用液壓傳動(dòng)的壓力機(jī)，也稱液壓壓力機(jī)、又稱液壓成形壓力機(jī)。液壓壓力機(jī)主要是有機(jī)架、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加壓油缸、工作臺(tái)主要是由上下兩個(gè)工作臺(tái)及其主梁和雙立柱組成。

　　

【正文】 1 10Am??? ④ 液壓缸兩腔總控制容積 tV 如圖 37 122tVVV?? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 33 11V LA? 2 2 2V LA? S — 活塞桿行程 400S mm? 1 2 1 1 2 2V V L A L A? ? ? 1 2 2 122A A L L? ? ? 1 2 1 2 2,33SSL L S L L? ? ? ? ? 1 1 1 13SV L A A?? 3 3 311222 0. 4 7. 85 10 2. 09 1033t SV V A m??? ? ? ? ? ? ? ? 圖 47 ⑤ 求系統(tǒng)阻尼比 ? 據(jù)《液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 241P 表 66 公式： 20 32 cc WrK ? ?? 其 中： W — 閥的面積梯度 WD?? cr — 零開口徑向間隙 65 10crm??? ? — 液體動(dòng)力黏度 10 Pa s? ?? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 34 據(jù)《液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 234P 圖 66 查得 325 10Dm??? 據(jù)此求得： 323 . 1 4 2 5 1 0 7 . 8 5 1 0W D m? ??? ? ? ? ? ? ? ? 2262 1 2 30 23 . 1 4 7 . 8 5 1 0 5 1 0 9 . 7 3 1 03 2 3 2 1 . 9 8 1 0cc WrK m s P a? ??? ??? ? ? ?? ? ? ? ??? 從科技論文（ 9）式的推導(dǎo)可知，推出的 cK 與普通四通滑閥的 cpK 相差 34倍，即 34c cpKK?。所以，求出的 0cK 應(yīng)乘以 34 ，即： 12 12 30 39. 73 10 7. 3 104cK m s P a??? ? ? ? ? ? 1 2 63314 4 7 . 3 1 0 5 0 7 . 3 4 7 0 0 1 0 0 . 0 1 63 3 7 . 8 5 1 0 2 . 0 9 1 0c t ehtKMAV ??? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 由于 h??? 的計(jì)算值較小，取 ???? （系統(tǒng)阻尼比 h? 受系統(tǒng)總流量壓力系數(shù) cK 和黏性阻 尼系數(shù) pB 等多種參數(shù)影響，由于參數(shù)估算誤差而造成 h? 的計(jì)算誤差。特別對(duì)小流量系統(tǒng)，阻尼比的計(jì)算值較實(shí)際值偏低。如果阻尼比的計(jì)算值小于 ，可取 ? ??） 33612 2 2 . 0 9 1 0 5 0 7 . 3 4 0 . 0 0 3 33 3 7 . 8 5 1 0 7 0 0 1 0t teVT M sA ? ????? ? ?? ? ? 1 303h HzT? ?? 則系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為： ? ? ? ? ? ? 222 2222 0 . 221 2 113 0 3 3 0 3hhhK K KG s H sss T s T s s ssss? ???? ? ?? ? ? ????????? ? ? ????? 繪制對(duì)數(shù)頻率特性曲線，由穩(wěn)定性確定開環(huán)增益 ⑴ 計(jì)算諧振峰值 ? ? ? ?21 G j A????? ? ? ?? 21 2 2 9 0 .6 2rh Hz? ? ?? ? ? ? ? ?2 0 lg 8 .1 3L A dB??? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 35 ⑵ 繪制對(duì)數(shù)幅頻特性曲線和對(duì)數(shù)相頻特性曲線 如圖 48 ， 49 所示 由系統(tǒng)開 環(huán)傳遞函數(shù)式 ? ? ? ?? ?22222221212 1303 303hhhKG s H ss T s T sKsssKsss?????????????????????????? 可作出 1K? 時(shí)系統(tǒng)開環(huán)伯德圖，如圖 48， 49 所示。雖然系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求中沒有明確 的穩(wěn)定裕量指標(biāo)，但工程實(shí)際中考慮到理論計(jì)算中忽略某些因素及隨時(shí)間 而造成的參數(shù)變化等影響，需要有一定的穩(wěn)定裕量。取相位裕量 45C? ?? ，增益裕量 11gK dB? 。將 0 分貝線下移至 0? ，使增益裕量滿足 6dB? 指標(biāo)且幅值 裕量又不太大。 0 分貝線移動(dòng)的距離即為所求系統(tǒng)開環(huán)增益，即 1. 25 120 l g 25 l g 1. 25 10 18K dB K dB K s??? ? ? ? ? ? ???? ⑶ 求各控制器的增益 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 36 圖 48 對(duì)數(shù)幅頻特性曲線 圖 49 對(duì)數(shù)相頻特性曲線 143 a d f qK K K K KA? ① fK VK m? 由靜態(tài)設(shè)計(jì)中選出的傳感器計(jì)算得到 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 37 ② qK 由科技論文式（ 8）得到 ? ?314Lq d P B s LvQK C W p px ???? ? ?? 0 34 sq d P B pK C W ??? 其中： dC — 閥口流量系數(shù) ?? PBW? — 閥口截面系數(shù) 33 . 1 4 2 5 1 0PBW D m? ?? ? ? ? ? sp — 供油壓力 21sp MPa? ?— 油液密度 3900kg m? ? 6230 3 3 2 1 1 00 . 6 3 . 1 4 2 5 1 0 5 . 44 4 9 0 0sq d P B p mK C W s? ?? ???? ? ? ? ? ? ? ? ???? ③ dK 當(dāng)流量為 33m ax 1 .1 8 1 0 mQ s??? 時(shí)，計(jì)算閥的開口量： ? ?1d P B v s LQ C W x p p???? ? ?3 4631 . 1 8 1 0 2 . 7 1 01 7 . 6 2 1 00 . 6 3 . 1 4 2 5 1 0900vd P B s LQxmC W p p?? ????? ? ? ??? ? ? ? ? 據(jù)《液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 96P 表 319 查得并按上式計(jì)算所得的 vx 進(jìn)行估算得： 4 10d mK A??? ④ aK 143 a d f qK K K K KA? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 38 0qqKK? 3130013 1 8 3 7 . 8 5 1 0 2 . 1 84 4 4 0 . 5 4 1 0 1 6 . 6 7 5 . 43ad f qd f qAKKAKK K K VK K KA??? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 根據(jù)伯德圖及系統(tǒng)傳遞函數(shù)計(jì)算系統(tǒng)的性能 穩(wěn)定性 用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。勞斯穩(wěn)定性判據(jù)是一種代數(shù)判據(jù)，它利用系統(tǒng)特征方程的系數(shù)來判定系統(tǒng)是否穩(wěn)定。 ⑴ 求特征方程 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?111G s G s H ss G s H s G s H s H s? ? ? ??? 其中： ??s? — 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) ?? ??G s H s — 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) ??Hs— 系統(tǒng)反饋傳遞函數(shù) ??Gs— 系統(tǒng)前向通路傳遞函數(shù)的乘積 ? ?? ?? ?2222223222 0 .213 0 3 3 0 3 112 0 .213 0 3 3 0 312 0 .213 0 3 3 0 31181 2 0 .2183 0 3 3 0 3fKssssK HssssKHsss s KKs s s?????????? ? ????????????????? ? ???????? ? ? 系統(tǒng)的特征方程為： 3221 2 18303 303s s s?? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 39 特征方程的各系數(shù)為： 0 21303a ? 1 ? 2 1a? 3 18a? ⑵ 運(yùn)用勞斯判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性 勞斯判據(jù)：三階系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為特征方程的各系數(shù)大于零，且1 2 0 3aa aa? 。 對(duì)于此系統(tǒng)：首先 0a ， 1a ， 2a ， 3a 均大于零。 其次 12 ?? 03 218 ?? 則 1 2 0 3aa aa? 根據(jù)上述判定，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 系統(tǒng)快速性分析 對(duì)阻尼比很小的一型液壓伺服系統(tǒng)，可以認(rèn)為閉環(huán)頻寬 3dB?? 近似等于系統(tǒng)的開環(huán) 穿 越頻率 c? 。 30c Hz? ? 33 30 4 .7 82 2 2 3 .1 4dB cdBf H z?????? ? ? ? ?? 3 3dBf Hz? ? 根據(jù)通常情況可知，系統(tǒng)的快速性也符合要求。 系統(tǒng)的準(zhǔn)確性分析及誤差計(jì)算 造成系統(tǒng)不準(zhǔn)確，精度不高的原因是系統(tǒng)的各種誤差。系統(tǒng)的誤差包括 跟隨誤差、干擾誤差以及靜態(tài)誤差。 ⑴ 跟隨誤差 此系統(tǒng)為Ⅰ型系統(tǒng)，對(duì)階越 輸入信號(hào)不存在穩(wěn)態(tài)位置誤差，對(duì)于斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差（即最大速度時(shí)的速度誤差）為： Ae m mK? ? ? 其中： A — 最大速度 m ax v m s?? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 40 ⑵ 干擾誤差 此系統(tǒng)中的干擾為負(fù)載力 LF 和供油壓力 sp ，二者都是常量。對(duì)于長(zhǎng)值負(fù)載誤差和供油壓力誤差的計(jì)算可用更為簡(jiǎn)單的靜態(tài)方塊圖求解。 ① 求長(zhǎng)值 負(fù)載引 起的干擾誤差 其靜態(tài)方塊圖如圖 410 圖 410 據(jù)方塊圖求誤差傳遞函數(shù)如下： ? ?? ?? ?? ?211221116 1493116 1699pLcf a d qccXssFsKAsK K K KAsKKsA s s K A s k????????? ? ??? ? ? ? ?? ? 210169p cL sXs Ks F s A K??? ? ? （負(fù)號(hào)表示負(fù)載增大時(shí)，位移減小） 則負(fù)載誤差為： ? ? 12 522 3116 1 6 7 . 3 1 0 1 . 2 1 0 0 . 0 0 1 49 9 7 . 8 5 1 0 1 8cLL Ke F m mAK ????? ? ? ? ?? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 41 ② 求供油壓力引起的干擾誤差 其靜態(tài)方塊圖如圖 411 圖 411 據(jù)方塊圖求誤差傳遞函數(shù)如下： ? ?? ?? ?? ?11114 149314949pscf a d qccXssPsKAsK K K KAsK sA s s KKA s k?????????? ? ? ? ?? ?1049p cs sXs Ks P s A K?? ? ? 1 2 6314 4 7 . 3 1 0 2 1 1 0 0 . 0 0 0 4 89 9 7 . 8 5 1 0 1 8s cPsKe P m mAK??? ? ? ?? ? ?? ? ? ⑶ 靜態(tài)誤差 靜差 se 是比例放大器及比例閥的零漂、比例閥的死區(qū)、執(zhí)行器的摩擦以及機(jī)械部件連接處的間隙等非線性因素引起的穩(wěn)態(tài)誤差。這些誤差也可用靜態(tài)方塊圖求解，而且通常將這些干擾的影響折算到比例閥的輸入端，以比例閥輸入端的內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 42 等效零漂 fI 表示。 其靜態(tài)方塊圖如圖 412 圖 412 據(jù)方塊圖求誤差傳遞函數(shù)如下： ? ?? ?? ?? ? 111431413434pfdqdqafdqd q a fXssIsKKAsKKKKAsKKA s K K K