●目錄
第1章 緒論 1
1.1 電液伺服繫統的組成 3
1.1.1 電液伺服繫統件 3
1.1.2 電液伺服繫統件 6
1.1.3 液壓管路和液壓油 7
1.1.4件的符號表示 8
1.1.5 電液伺服繫統的基本回路 9
1.2 電液伺服繫統的發展現狀 10
1.2.1 常規重載大功率電液伺服繫統 10
1.2.2 機電液一體化伺服繫統 12
1.2.3 電液伺服激振控制繫統 13
1.3 電液伺服繫統的優缺點 14
1.4 電液伺服繫統的發展方向 15
參考文獻 16
第2章 新型電液伺服轉閥的設計與分析 18
2.1 電液伺服轉閥的研究現狀 18
2.2 新型電液伺服轉閥的設計方案 19
2.3 新型電液伺服轉閥的受力分析 20
2.3.1 慣性力矩與黏性摩擦力矩 21
2.3.2 電液伺服轉閥的卡緊力 21
2.3.3 電液伺服轉閥的穩態液動力 22
2.3.4 電液伺服轉閥的瞬態液動力 24
2.3.5 轉閥驅動力矩的確定 25
2.4 新型電液伺服轉閥閥芯的 CFD仿真 25
2.4.1 轉閥閥芯的流場建模 25
2.4.2 關鍵仿真參數的計算 27
2.4.3 Fluent仿真結果及分析 28
2.5 新型電液伺服轉閥的結構優化與改進 38
參考文獻 40
第3章 電液伺服繫統中溢流閥的動態特性分析 42
3.1 溢流閥的研究現狀 42
3.2 溢流閥數值計算的 CFD模型 44
3.2.1 CFD分析的基本假設 44
3.2.2 溢流閥閥芯的受力分析和運動分析 44
3.2.3 溢流閥的 CFD仿真理論及相關設置 46
3.3 錐閥式溢流閥的動態特性研究 50
3.3.1 作為先導級使用的錐閥式溢流閥的幾何模型 50
3.3.2 在不同工作條件下錐閥式溢流閥的動態性能仿真及結果分析 51
3.3.3 在不同設定壓力下錐閥式溢流閥的 CFD仿真結果分析 54
3.3.4 在給定流量下錐閥式溢流閥的 CFD仿真結果分析 55
3.4 不同參數對溢流閥動態特性的影響 57
3.4.1 錐閥式直動溢流閥模型 57
3.4.2 不同公稱通徑溢流閥的動態特性分析 60
3.4.3 阻尼對溢流閥動態特性影響的 CFD分析 63
3.4.4 彈簧剛度的影響 65
3.4.5 壓力躍變程度的影響 66
參考文獻 66
第4章 電液伺服繫統中管路的動態特性分析 69
4.1 液壓管素的建模分析 69
4.1.1 液阻的建模分析 69
4.1.2 液阻串並聯管路的動態特性 71
4.1.3 液容的建模分析 76
4.1.4 阻容型液壓管路的動態特性 76
4.1.5 液感的建模分析 81
4.2 管路振動和壓力傳遞的分析 82
4.2.1 管路數學模型的理論推導 82
4.2.2 水錘的基本運動方程 85
4.3 液壓管路的仿真 85
4.3.1 AMESim中液壓管路的仿真 85
4.3.2 實際液壓管路的動態特性 87
4.4 高壓大流量管路的 CFD仿真分析 89
4.4.1 管路幾何模型的建立 90
4.4.2 網格獨立性和步長獨立性驗證 92
4.4.3 湍流參數設置 95
4.4.4 仿真結果分析 95
4.4.5 流致管路振動及分析 97
4.4.6 閥致管路振動及分析 100
4.4.7 不同流速下監測點的軸向速度 101
4.4.8 增加管壁厚度對水錘的影響 103
參考文獻 104
第5章 電液伺服繫統中基件的數學建模 106
5.1 作動件的建模與仿真 106
5.1.1 液壓泵的數學模型 106
5.1.2 液壓馬達的數學模型 109
5.1.3 電液伺服缸的數學模型 109
5.1.4 單液壓泵油源繫統的仿真 110
5.1.5 多泵合流液壓油源繫統的仿真 112
5.2 控制閥件的建模與仿真 116
5.2.1 電液伺服閥的數學模型 116
5.2.2 比例溢流閥的數學模型 121
5.2.3 安全閥的數學模型 123
5.2.4 電液伺服閥的參數辨識與仿真 123
5.2.5 大流量多級電液伺服閥的仿真 129
5.3 蓄能器的建模與仿真 134
5.3.1 常用蓄能器的數學模型 134
5.3.2 繫統中常用蓄能器的仿真 136
5.3.3 多蓄能器液壓繫統的仿真 141
參考文獻 146
第6章 典型電液伺服繫統的數學建模 148
6.1 典型電液伺服繫統的結構 148
6.2 伺服閥控伺服缸繫統 149
6.2.1 伺服閥控單輸出伺服缸繫統 149
6.2.2 伺服閥控雙輸出伺服缸繫統 151
6.3 伺服閥控液壓馬達繫統 152
6.4 伺服泵控雙輸出伺服缸繫統 153
6.5 伺服泵控液壓馬達繫統 154
6.6 伺服閥控雙輸出伺服缸繫統的仿真分析 156
參考文獻 157
第7章 電液伺服繫統的典型非線性環節 159
7.1 飽和非線性 159
7.1.1 飽和非線性的數學表達式 159
7.1.2 飽和非線性的特性分析 160
7.2 死區非線性 161
7.2.1 死區非線性的數學表達式 161
7.2.2 死區非線性的特性分析 161
7.3 增益非線性 163
7.3.1 增益非線性的數學表達式 163
7.3.2 增益非線性的特性分析 163
7.4 間隙非線性 165
7.4.1 間隙非線性的數學表達式 165
7.4.2 間隙非線性的特性分析 166
7.5 磁滯非線性 167
7.5.1 磁滯非線性的數學表達式 167
7.5.2 磁滯非線性的特性分析 168
7.6 摩擦非線性 169
7.6.1 摩擦非線性的基礎特征 169
7.6.2 靜態摩擦力模型 170
7.6.3 動態摩擦力模型 171
7.6.4 LuGre模型參數辨識 174
7.6.5 常用的摩擦補償控制策略 175
參考文獻 176
第8章 電液伺服繫統摩擦非線性的補償控制 177
8.1 伺服加載繫統的結構及其數學模型 177
8.2 非線性摩擦的機理與模型辨識 178
8.2.1 摩擦現像及其影響 178
8.2.2 摩擦模型的辨識 179
8.3 非線性摩擦的補償控制 182
8.3.1 迭代學習控制 182
8.3.2 滑模控制 184
8.3.3 基於迭代學習的滑模摩擦補償控制器設計 185
8.3.4 非線性摩擦補償控制器的仿真研究 187
參考文獻 190
第9章 電液伺服繫統負載非線性的補償控制 192
9.1 電液伺服繫統的負載非線性 192
9.1.1 非線性負載的工程實例 192
9.1.2 非線性負載的數學模型 193
9.1.3 非線性負載的測定實驗 194
9.2 非線性變負載補償控制的實現 194
9.2.1 PD型迭代學習控制器的設計 194
9.2.2 非線性變負載補償控制的仿真驗證 196
9.2.3 非線性變負載補償控制的實驗驗證 199
參考文獻 203
第10章 電液伺服繫統耦合非線性的補償控制 205
10.1 雙向電液伺服繫統的耦合非線性 205
10.1.1 非線性耦合的工程實例 205
10.1.2 非線性耦合的數學模型 207
10.1.3 非線性耦合的測定實驗 208
10.2 非線性耦合補償控制的實現 210
10.2.1 雙向同步迭代學習控制器的設計 210
10.2.2 非線性耦合補償控制的仿真驗證 213
10.2.3 非線性耦合補償控制的實驗驗證 215
參考文獻 217
第11章 電液伺服繫統多環節復合非線性的補償控制 219
11.1電液伺服繫統的多環節復合非線性 219
11.1.1 多環節復合非線性的模型 219
11.1.2 多環節復合非線性的仿真設計 220
11.2多環節復合非線性補償控制的實現 221
11.2.1 神經網絡抗負載效應控制器的設計 221
11.2.2 多環節復合非線性補償控制的仿真驗證 226
11.2.3 多環節復合非線性補償控制的實驗驗證 226
參考文獻 227
第12章 電液伺服繫統非正弦激振波形畸變的校正控制 228
12.1 激振控制的實現方式 228
12.2 電液伺服力激振控制繫統的結構組成 230
12.3 頻率箱調節器的設計 231
12.3.1 頻率箱調節器的工作原理 231
12.3.2 頻率箱調節器的實施步驟 232
12.4 非正弦激振波形畸變校正控制的實現 233
12.4.1 非正弦激振波形畸變校正控制的仿真驗證 233
12.4.2 非正弦激振波形畸變校正控制的實驗驗證 236
參考文獻 238

在前期本科相關課程學習的基礎上，本教材能幫助學生全面掌握電液伺服繫統的非線性補償控制設計，重點培養學生在實際電液伺服繫統非線性分析、控制方法等方面的創新能力和分析問題、解決問題的能力。通過本教材的學習，使學生更深入地了解實際電液伺服繫統的前沿和新的發展動向；學習典型非線性環節補償的基礎知識和基本理論知識，掌握常用典型非線性環節的補償方法、手段等，具有分析、選用和設計電液伺服繫統及其控制方案的能力；學會使用相關的仿真軟件和實驗硬件；掌握數學模型的構建原理、數學仿真和實驗的方法培養學生能合理地選用測試裝置並掌握進行動態測試所需的基本知識和技能，為學習電液伺服繫統打下良好的基礎。