新型数字ATOS油缸系统的设计与研究
世界传统液压技术一直没有实质性突破,其行业发展也是举步维艰,计算机技术与传统液压技术相结合成为新的研究趋势,数字液压技术应运而生。通过查阅控制技术、液压技术等相关资料及研究分析国内外数字ATOS油缸的发展现状,zui终确立研究方向。

新型数字ATOS油缸系统的设计与研究
设计研究的数字ATOS油缸,其主要组成为步进电机、数字阀块、缸体、端盖、活塞、活塞杆、机械反馈机构、排气装置等,步进电机与数字阀块、缸体依次相连,将液压滑阀设计在数字阀块内部,机械反馈机构设计在活塞杆内,并与液压滑阀机械连接,对数字ATOS油缸闭环反馈。数字ATOS油缸所有的控制功能是通过控制步进电机旋转的角速度、角位移来实现的,步进电机通过驱动器能够接收PLC可编程控制器发出的数字脉冲序列,此脉冲序列的发送频率和数量直接影响步进电机的角速度和角位移,从而达到数字化控制的目的。具体阐述了数字ATOS油缸的结构设计特点及其工作原理,绘制内部具体结构的CAD图,确定数字ATOS油缸结构设计总体方案。通过深入研究数字ATOS油缸系统各个组成环节,正确建立出系统的传递函数数学模型,给定系统仿真参数,利用Matlab/Simulink仿真工具,对数字ATOS油缸系统进行模拟仿真分析。对全液压泥炮ATOS油缸进行打压试验过程中,发现在缸体与活塞杆沿轴向相对移动的同时,也会出现相对转动的现象。通过分析ATOS油缸的机加工方法、结构组成、密封连接方式及工作过程,确定缸体及活塞杆珩磨表面磨痕的形式是导致缸体与活塞杆相对转动的原因,同时,磨痕对ATOS油缸密封圈的磨损有很大影响,并提出缸体与活塞杆的珩磨加工方案,以消除缸体与活塞杆间的相对转动,延长密封圈及ATOS油缸的使用寿命。具体分析了数字ATOS油缸系统的稳定性及在额定负载下,系统对阶跃信号和正弦信号的响应情况。利用PLC作为整个数字ATOS油缸控制系统的控制器,介绍了PLC控制系统的设计步骤,对输入输出I/O地址进行分配,并绘制出本系统的程序控制流程图。本论文的研究成果为今后数字液压系统的研究开发提供了理论依据,文中丰富的材料和仿真数据具有重要参考价值。