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1、液压伺服与比例控制系统三级项目负责人：张伟指导教师：姚静、艾超 开课学期：第六学期 课程类别：实践性教学环节 课程性质：专业基础课 适用专业：机电控制工程1. 目的通过该实践教学环节，利用本门知识，结合工程实践中的典型液压伺服与比例控制系统， 辅助计算机仿真技术，加深对液压伺服与比例控制系统课程中基本理论的理解，加深对基本 液压伺服与比例控制元件的动态特性与结构参数、系统工况之间的关系的理解，加深对分析 和校正液压伺服与比例控制系统的基本方法的理解，巩固学生对课本关键知识点的理解，培 养学生一定的创新能力。2. 实施办法1) 教学时间安排鼓励学生利用课外实践完成项目。2) 项目成绩项目教学从属
2、于课程教学，占本门课程总成绩的 10%。成绩由三部分组成：(1) 组内互评 3分，最优分和最差分相差不得小于 2分；(2) 导师评分 3 分，最优分和最差分相差不得小于 2 分；(3) 总结答辩 4分，最优分和最差分相差不得小于 2分。3) 分组安排及指导老师共 90 名学生，分成三个大组，一个大组配一名指导老师；每个大组分成 6 个小组，每组 5 人，具体分组见讨论课分组名单。组长：张伟第一组指导老师：张伟第二组指导老师：姚静第三组指导老师：艾超卓工班指导老师：张伟4) 答辩安排答辩时间：预计在第 11周进行答辩，具体时间根据情况进行调整；答辩委员会名单：姓名主席张伟委员姚静、艾超学生委员随
3、机抽取答辩顺序：随机抽取主答辩人：随机抽取5）课题设置共设置 6 个题目，每个大组的 6个小组随机抽取一题。3. 课题方向及要求3.1 元件特性仿真分析课题一、D665型先导式大流量电液伺服比例阀动态响应仿真分析一、研究目的采用AMESim软件仿真分析手段，通过本课题的完成，使学生对液压滑阀及电液伺服阀 的相关理论进行更为深入的学习，重点掌握以下知识点：1) 滑阀受力分析；2) 两级先导式大流量电液伺服阀的工作原理；3) 两级先导式大流量电液伺服阀的动态响应分析(时域分析、频域分析)；4) 简要总结得出影响伺服阀动态特性的因素。二、设计参数序号参数项参数值单位备注1开口型式零开口2主阀芯行程6
4、mm3主阀芯驱动面积33.2cm2标准阀芯4主阀芯型式圆形5主阀芯长度74mm6先导阀D631伺服阀MOOG7阀芯材料0Crl7Ni4Cu4Nb8流量系数cd0.619速度系数C0.9810油液密度850Kg/m311油液粘度32mm2/s12工作温度40C13额定流量1000L/min14工作压力31.5MPa15反馈环节型式5ms位移电反馈三、设计要求及完成过程本课题研究内容如下：1) D665 型先导式大流量电液伺服比例阀功率级滑阀受力分析计算；2) 建立 D665 型先导式大流量电液伺服比例阀的数学模型；3) 采用AMESim软件建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀仿真模型；4)
5、得出该阀的静态特性曲线；得出该阀的时间响应曲线和频率响应曲线，得出阀的频宽 课题研究过程如下：1) 每人结合自己的研究过程，提交课题一份研究报告，研究报告不得雷同；2) 报告完成后，组长组织成员对所有报告进行评议，并打分；3) 导师对每名学生的研究报告进行品议，并打分；4) 一份汇总研究报告和汇报PPT,完成后，向答辩委员会提交申请；5) 组织答辩，并打分。四、提交形式1) 个人研究报告；2) 汇总研究报告；3) 汇报 PPT。课题二、250KN结晶器液压振动系统特性仿真分析一、研究目的采用AMESim软件仿真分析手段，通过本课题的完成，使学生对阀控缸电液位置伺服系 统的相关理论进行更为深入的
6、学习，重点掌握以下知识点：1) 阀控缸位置控制系统数学模型；2) AMESim阀控缸位置控制系统仿真模型建立；3) 阀控缸位置控制系统的动态响应分析(时域分析、频域分析)；4) 总结得出影响阀控缸位置控制参数对其系统频率的影响规律。二、设计参数序号参数项参数值单位备注1结晶器重力25吨2振动体重力9.37吨3板簧刚度1.57(ton/mm)在起振点时，板 簧压缩量为0mm4液压缸数量2只5液压缸参数160/90/10mm双出杆油缸6液压系统压力25MPa7最大振动频率f100次/min8最大振动幅度2(mm)9油液密度850Kg/m310油液粘度32mm2/s11工作温度40C三、设计要求及完
7、成过程本课题研究内容如下：1) 选取系统的液压控制元件和执行元件，放大器及传感器；2) 建立结晶器振动系统各环节数学模型；3) 通过 MATLAB 软件分析系统的动态特性，时间响应曲线和频率响应曲线，得出系统 的频宽。4) 分析PID参数对系统特性影响；5) 采用 AMESim 软件建立结晶器振动系统仿真模型，分析压力、位移、流量等参数随 时间变化；5)总结影响阀控缸系统频率特性的参数，并总结规律。研究过程如下：1) 每人结合自己的研究过程，提交课题一份研究报告，研究报告不得雷同；2) 报告完成后，组长组织成员对所有报告进行评议，并打分；3) 导师对每名学生的研究报告进行品议，并打分；4) 一
8、份汇总研究报告和汇报PPT,完成后，向答辩委员会提交申请；5) 组织答辩，并打分。四、提交形式1) 个人研究报告；2) 汇总研究报告；3) 汇报 PPT。一、研究目的采用 MATLAB、AMESim 软件仿真分析手段，通过本课题的完成，使学生对阀控非对称 缸位置伺服系统的相关理论进行更为深入的学习，重点掌握以下知识点：1) 阀控非对称缸位置控制系统数学模型；2) MATLAB、AMESim 阀控非对称缸位置控制系统仿真模型建立；3) 阀控非对称缸位置控制系统的动态响应分析(时域分析、频域分析)；4) 总结得出影响阀控非对称缸位置控制系统参数对其系统频率的影响规律。二、设计参数序号参数项参数值单
9、位备注1辊系质量4吨2液压缸个数1台3液压缸参数200/110/100mm/s非对称单出杆4伺服阀参数Moog 公司型号为D634-383C/R24KO2M0NSX25位移传感器美国MTS公司RH系列mm6液压系统压力25MPa7总泄漏系数5e-13MA3/Pa10油液密度850Kg/m311油液粘度32mm2/s12工作温度40C三、设计要求及完成过程本课题研究内容如下：1) 选取系统的液压控制元件和执行元件，放大器及传感器；2) 建立系统各环节数学模型；3) 通过 MATLAB 软件分析系统的动态特性，时间响应曲线和频率响应曲线，得出系统 的频宽。4) 分析PID参数对系统特性影响；5)
10、采用 AMESim 软件建立系统仿真模型，分析压力、位移、流量等参数随时间变化；5) 总结影响阀控缸系统频率特性的参数，并总结规律。 研究过程如下：1) 每人结合自己的研究过程，提交课题一份研究报告，研究报告不得雷同；2) 报告完成后，组长组织成员对所有报告进行评议，并打分；3) 导师对每名学生的研究报告进行品议，并打分；4) 一份汇总研究报告和汇报PPT,完成后，向答辩委员会提交申请；5) 组织答辩，并打分。四、提交形式1) 个人研究报告；2) 汇总研究报告；3) 汇报 PPT。3.3 电液伺服速度控制系统仿真分析课题四、液压飞剪速度伺服控制系统仿真分析一、研究目的采用AMESim软件仿真分
11、析手段，通过本课题的完成，使学生对阀控缸马达速度伺服系 统的相关理论进行更为深入的学习，重点掌握以下知识点：1) 阀控马达速度控制系统数学模型；2) AMESim阀控马达速度控制系统仿真模型建立；3) 阀控马达速度控制系统的动态响应分析(时域分析、频域分析)；4) 总结得出影响阀控马达速度控制系统参数对其系统频率的影响规律。二、设计参数序号参数项参数值单位备注1液压剪运动部分质量500Kg2钢板送进速度100mm/s3液压剪回程速度250mm/s4钢板长度8m5速度控制精度3mm/s6主控制阀滑阀力士乐7主高压管直径由计算确定mm8主高压管长度(软管)0m15m20m9油液密度850Kg/m3
12、10油液粘度32mm2/s11工作温度40C12工作压力31.5MPa附加要求：另外取主管路通油面积的1/2和两倍，分析系统的频宽。三、设计要求及完成过程 本课题研究内容如下：1) 液压飞剪速度伺服控制系统计算及原理设计；2) 液压飞剪速度伺服控制系统的数学模型；3) 采用AMESim软件建立液压飞剪速度伺服控制系统仿真模型；4) 得出液压飞剪速度伺服控制系统的时间响应曲线和频率响应曲线，得出系统频宽。5) 总结影响阀控马达系统频率特性的参数，并总结规律。研究过程如下：1) 每人结合自己的研究过程，提交课题一份研究报告，研究报告不得雷同；2) 报告完成后，组长组织成员对所有报告进行评议，并打分
13、；3) 导师对每名学生的研究报告进行品议，并打分；4) 一份汇总研究报告和汇报PPT,完成后，向答辩委员会提交申请；5) 组织答辩，并打分。四、提交形式1) 个人研究报告；2) 汇总研究报告；3) 汇报 PPT。3.3电液伺服力控制系统仿真分析课题五、1450冷连轧机轧制力伺服控制系统仿真分析一、研究目的通过本课题的研究，使学生对阀控缸力伺服系统的相关理论进行更为深入的学习，重点 掌握以下知识点：1) 力控制系统设计方法；2) 阀控缸力控制系统建模；3) 系统稳定性、稳态精度、响应速度分析方法及影响因素；4) PID 控制的基本原理；二、设计参数序号参数项参数值单位备注1最大负载力750t2伺服缸行程30mm3液压油源恒压油源恒压变量泵4工作压力25MPa5有杆腔背压3MPa6油液密度850Kg/m37油液粘度32mm2/s7工作温度40C8压力检测范围0-40MPa9压力检测输出有杆腔压力传感器4-20 mA10系统刚度5e9N/m三、设计要求及完
