1、中文3360字PDF外文：http:/ 附件 C：译文 C1 附件 C：译文 用单极电液伺服阀控制轴向柱塞泵 爱荷
2、华州立大 学 工程研究 学院 工程科学与 机械 学系 （爱荷华州） 50011 A. Akers 穆尔黑德州立大学 工业研究部（ 明尼苏达 州 穆尔黑德 ） 56560 S. J. Lin 【摘要】 最优控制理论应用于 一个轴向活塞泵 和 单级电液伺服阀组合 的 压力调节器设计 。 该控制阀已建模 ， 最优控制的 规则也 已经制定 。为了 开环和优化控制系统 ，已经获得了 流量阶跃输入 的 时间响应曲线 和输入伺服阀的电流强度。 实验结果 已经和那些没有被作为蓝本的斜盘式制动器的供应阀 门进行比较。该伺服阀控制系统的建模意味着 系统的响应频率和压力峰值 的极
3、 大提高。 【引言】 轴向柱塞泵在航空、工业、农业系统中都很重要。该泵可以传送大量的特殊能量，还可以改变能量的流量。对轴向柱塞泵的流量和压力的控制是通过改变斜盘的角度来实现的。 该斜盘驱动器是由 单级或二级的 电液伺服阀 进行控制的。单级伺服阀是由一个力矩马达直接连接一个四通滑阀而组成的。阀芯阀由力矩电机定位，由液压执行器指挥控制流向（图 1）。二级伺服阀有一个用于倍增力矩电机输出的前置放大器，足以克服流体黏附力和由加速度或振动产生的力。 插板，喷气管， 阀门和阀芯可作为第一 级 ，而第 二级 几乎是普遍的阀芯的类型。 从历史上看单级伺服阀的稳定性和反应都优于那些使用
4、二级的，但是，自从重量在航天系统中变得特别重要，近期的努力重点放在了完善更轻便的二级伺服阀。 然而， 工程的紧密公差 要求及其他因素导致成本 过 高，因此， 单级伺服阀更可能用于工业应用，因为具有竞争力的价格是必要的。此外， 流体动力元件设计者认为 产生相对较大的阀芯力量是很有必要的。 一些不可避免的出现在液压油和有时出现在气阀座上的 力量（约 100 牛顿）， 往往会 切断金属或其它芯片 ，这点在二级阀阀芯的线轴上是不会出现的。 好几项致力于研究和改善 轴向柱塞泵动态控制系统 的研究已经在进行当中。Harpur 1 and Merritt 2 使用线性扰动分析来研究有微分区插孔的
5、三通伺服阀和有等面积插孔的四通伺服阀的控制系统。 Dreymuller 3 用 劳斯系数 数组研究轴向柱塞泵的最佳性能。 Mack et al. 4 验证了给变量泵安装微机接口用于控制泵的流量和压力以达到对泵的动作进行补偿的可行性。最近， Zeiger and 指导教师评定成绩 (五级制 )： 指导教师签字： 本科学生毕业设计（论文）附件
6、; 附件 C：译文 C2 Akers 5 应用最优控制理论为轴向柱塞泵设计了一个压力调节器。 他们的研究结果表明，直线性 最优控制方法没有 为流量干扰 提供足够的压力 强 度 。 不过，增强最优控制 通过它的流量干扰抵消能量， 提供了良好的解决办法 。他们的工作并没有考虑到使用的伺服阀的类型，而是提出了这样一个疑问：这样一个装置的频率和阻尼能够得到什么样的代表值。相关伺服阀的短缺使得人们认为对于设计泵时使用不同伺服阀的影响的全面调查相当重要。本文介绍了单级伺服阀进行的工作
7、，考虑第一伺服阀型。 在这项工作中，推导出了轴向柱塞泵系统的状态方程。此外， Zeiger and Akers 5 依靠单级伺服阀，并且对压力时间曲线进行比较从而对泵的斜盘的 驱动建模。 一、 动力系统模型 到控制执行器的流量连续性忽略了可压缩性的影响，表示为 . q v c LD K X K P （ 1） 当流量连续性的原则是适用于在泵的排放量控制线，我们得到 图 1 泵系统的物理模型 本科学生毕业设计（论文）附件
8、 附件 C：译文 C3 ()d L d P sP C P d QV （ 2） 关于斜盘活塞的任何角位置的瞬时扭矩 在参考文献（ 6）中 已 得出。通过该模型计算出的力矩的准确性总在实验值的 10%以内。研究结果还表明，扭矩和压力之间的关系因为泵的不同而不同
9、，斜盘倾角和斜盘角速度在实际范围内大致呈线性关系。这种分析使 我们能够编写在一个线性方程形式扭矩，由于斜盘施加的扭矩是由执行机构平衡（有弹簧和压力的力量对他们进行作用）。因此 p d D s p LK P K K J P D （ 3） 该永磁力矩电机用于移动的伺服阀阀芯产生转矩由下式给予 d t mT K i K （ 4） 对转子运用牛顿第二定律，我们得到 a a ad V V V LJ B KT X X X Tr r r &
10、nbsp;（ 5） 对作用在阀芯上的流体压力也同样进行了分析，我们可以把方程（ 5）写成 222V V V V V VX X X k i （ 6） 因为 2220 . 4 3a m sV aVK K r w PJ r M 2222 ( ) ( 0 . 4 3 )afa V a m sB r BJ r M K K r w P 20 . 4 3ta m srKk K K r w P 状态变量的分配如下： 1 2 3 2； ； ( )dX P X X X （ 7） 4 5 4； ( )VVX X X X X （ 8） 两个控制输入如下 21 ； su i u Q （ 9） 方程（ 2）， （ 3）及（ 6） - （ 9）可变成状态和输出方程形式：
