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柴油机电磁调速执行器参数辨识与动态特性分析
| 论文题名： | 柴油机电磁调速执行器参数辨识与动态特性分析 |
| 关键词： | 柴油机;电磁执行器;参数辨识;动态特性;时间误差矩阵;联合仿真 |
| 摘要： | 电磁执行系统,如调速电磁执行器、电磁作动器、电磁阀、比例电磁铁等,通过将电能转化为磁能、磁能转化为机械能,实现对目标对象的控制。由于电磁执行系统具有结构简单、维修装配方便、易于操作、控制精度高、误差小、可靠性高等优点被广泛应用于各个机械工程领域,可作为位置控制式电控喷油系统和时间压力控制式电控喷油系统的执行机构。同时随着科学技术的进步和社会需求的不断调高,人们对电磁执行系统的控制精度、使用寿命、能耗发热、操控线性度、动静态特性等方面提出了更高的要求。 本文首先对电磁执行器结构参数误差进行辨识,利用执行器的相应时间测量值与响应时间理论值建立时间误差矩阵。并建立电磁执行器关于电阻值、线圈匝数、工作气隙余量、运动件质量、弹簧预紧力、弹簧刚度等参数的结构误差雅克比矩阵。结合时间误差矩阵与结构误差雅克比矩阵,利用最小二乘算法辨识出执行器模型的结构误差值。 其次利用最小二乘递推算法对执行器的线圈匝数、运动件质量、弹簧刚度、弹簧预紧力等参数进行辨识,并在算法中加不同的遗忘因子。对比同步遗忘因子值所对应的辨识结果,得到遗忘因子为0.95时辨识结果最接近真实值。并将遗忘因子0.95带入到线圈电阻、线圈匝数的辨识算式中,对这两个参数进行辨识,得到的辨识结果与真实值误差低于5％。 然后根据前文辨识所得的参数值搭建电磁执行器二维瞬态仿真模型。通过测量得到不同驱动电压下的电磁执行器的动态响应时间,并将测量值与不同驱动电压下执行器的仿真值进行对比,结果表明在不同驱动电压下实际测量值与仿真值之间的偏差很小。证明模型搭建的正确性。 最后通过Maxwell和Simplore两个软件对仿真模型进行联合仿真,并改变驱动电压、运动件质量、工作气隙余量、弹簧刚度、弹簧预紧力、电阻阻值、线圈匝数等参数,分析不同参数对电磁执行器的动态特性的影响情况。得到驱动电压、工作气隙余量、线圈匝数、电阻阻值对电磁执行器的动态响应时间。得到驱动电压对响应时间影响最大,当电压值由18V变化到30V时,响应时间由266ms变化到141ms。 |
| 作者： | 张连俞 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 石勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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