极端环境下的电液伺服控制理论与性能重构(高端装备关键基础理论及技术丛书.传动与控制)

图书标准信息

• 作者 訚耀保 原佳阳 李长明 著
• 出版社 上海科学技术出版社
• 出版时间 2023-01
• 版次 1
• ISBN 9787547859148
• 定价 280.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 476页
• 字数 750.000千字

【内容简介】

本书系统地论述了极端环境下的电液伺服控制理论与性能重构。主要内容有概论、三通射流管阀、四通射流管阀、射流管电液伺服阀及其尺寸链分析方法、极端温度下电液伺服阀尺寸链重构与零偏漂移、随机振动环境下电液伺服阀的零偏漂移、三维离心环境下电液伺服阀的零偏漂移、电液伺服阀的冲蚀磨损与黏着磨损、紧凑型旋转直驱式压力伺服阀、极端小尺寸双级溢流阀、振动环境下的极端小尺寸减压阀、液压伺服作动器等。附录列出了新型工作介质［液压油、磷酸酯液压油、喷气燃料（燃油）航空煤油、航天煤油、淡水与海水、压缩气体、燃气发生剂］的牌号、成分与性能。本书内容翔实、图文并茂、深入浅出，侧重系统性、逻辑性、专业性、前沿性，前瞻性理论与实践试验案例紧密结合，国家重大装备核心基础零部件（元器件）事例丰富、翔实。
  本书可供从事重大装备、重大工程、重点领域整机用高端流体传动与控制系统和装置的研究、设计、制造、试验及管理的科技人员阅读，也可供航空、航天、舰船、机械、能源、海洋、交通等专业的师生参考。

【作者简介】

訚耀保，同济大学教授、博士生导师。毕业于日本国立埼玉大学，获工学博士学位。曾任上海航天控制技术研究所工程师、高级工程师、主管设计师，日本东京计器株式会社研究职。从事极端环境下流体传动与控制的基础理论研究。主要著作有《高端液压元件理论与实践》 《高速气动控制理论和应用技术》《海洋波浪能综合利用——发电原理与装置》《极端环境下的电液伺服控制理论及应用技术》等。

原佳阳，中航工业南京伺服控制系统有限公司主管设计师、预研室主任。毕业于同济大学，获工学博士学位。从事航空航天重大装备电液伺服元件的设计与研究。著有电液伺服元件相关专业研究论文十余篇，授权发明专利十余项。

李长明，中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心历任工程师、高级工程师。毕业于同济大学，获工学博士学位。从事航空飞行器液压系统及元件的设计与研究。著有电液伺服元件相关专业研究论文十余篇，授权发明专利十余项、国防专利十项。

【目录】

第1章概论1

1.1液压流体力学与液压元件1

1.1.1液压流体力学1

1.1.2液压元件4

1.2极端环境下电液伺服元件的性能演化与系统的性能调控12

1.2.1极端环境下电液伺服元件的性能演化12

1.2.2极端环境下电液伺服系统的性能调控26

参考文献28

第2章三通射流管阀31

2.1概述31

2.2数学模型33

2.2.1圆形射流基础33

2.2.2空载接收流量计算方法34

2.2.3断载恢复压力计算方法42

2.2.4静态特性51

2.3推荐结构及其特性74

2.3.1最优结构75

2.3.2Ⅲ型三通射流管阀及其特性78

2.4实践试验81

2.4.1试验装置及方法81

2.4.2试验结果与分析82

参考文献84

第3章四通射流管阀86

3.1概述86

3.2数学模型87

3.2.1单孔空载接收流量、能量计算方法88

3.2.2单孔断载恢复压力计算方法88

3.2.3全工作行程的数学模型90

3.3典型结构及其特性97

3.3.1对称均等型98

3.3.2对称不均等型99

3.3.3均等不对称型100

3.4对称均等型四通射流管阀冲蚀磨损后的结构及其特性102

3.5实践试验104

3.5.1对称均等型四通射流管阀压力特性104

3.5.2对称不均等型四通射流管阀压力特性106

参考文献110

第4章射流管电液伺服阀及其尺寸链分析方法112

4.1工作原理与数学模型112

4.1.1四通射流管阀的三系数113

4.1.2永磁动铁式力矩马达123

4.1.3衔铁组件126

4.1.4四通射流管阀控制功率级滑阀127

4.1.5主阀芯127

4.2理论特性128

4.2.1静态特性128

4.2.2动态特性131

4.2.3实践试验133

4.3精密零部件公差及装配尺寸链对电液伺服阀零偏的影响136

4.3.1具有不对称尺寸时的装配尺寸链138

4.3.2考虑尺寸不对称性时的射流管伺服阀模型144

4.3.3考虑装配尺寸公差及其分布概率时的零偏150

4.3.4导致零偏的制造装配因素分析及零偏抑制措施154

4.3.5实践试验156

4.4力矩马达气隙误差对电液伺服阀零偏的影响159

4.4.1力矩马达及气隙对力矩马达零位的影响159

4.4.2理论特性162

4.4.3实践试验165

4.5射流前置级不对称性对电液伺服阀零偏的影响166

4.5.1基本方程167

4.5.2理论分析172

4.5.3实践试验176

参考文献178

第5章极端温度下电液伺服阀尺寸链重构与零偏漂移180

5.1概述180

5.2高温环境下的尺寸链重构181

5.2.1特性不规则且不重复现象181

5.2.2规则金属体的变形机理183

5.2.3精密偶件的尺寸链重构189

5.2.4射流管伺服阀的性能重构与改进措施195

5.3极端低温下温漂的线性回归分析方法197

5.3.1温漂试验现象198

5.3.2温漂的线性回归分析方法199

5.3.3试验结果与分析202

5.4射流管伺服阀零偏漂移机理203

5.4.1温度对材料性能及零件尺寸的影响204

5.4.2加工装配误差导致的结构尺寸不对称性208

5.4.3精密偶件间的相对热位移215

5.4.4数学模型及温漂机理225

5.4.5温漂的理论结果238

5.5实践试验241

5.5.1射流管伺服阀常温特性试验241

5.5.2射流管伺服阀小信号空载流量特性试验243

5.5.3射流管伺服阀温漂试验244

参考文献249

第6章随机振动环境下电液伺服阀的零偏漂移251

6.1分析方法251

6.2数学模型253

6.3导致零偏漂移的因素257

6.3.1滑阀阀芯质量259

6.3.2衔铁组件质量中心与旋转中心距离260

6.3.3衔铁组件质量261

6.4实践试验261

6.4.1试验装置及方法262

6.4.2试验结果与分析263

参考文献265

第7章三维离心环境下电液伺服阀的零偏漂移267

7.1概述267

7.2电液伺服阀的特征位移与离心环境下的空间姿态268

7.2.1电液伺服阀的三个特征位移268

7.2.2空间姿态268

7.2.3两种典型的离心环境269

7.2.4离心环境下的加速度合成定理269

7.3数学模型270

7.3.1匀速圆周运动离心环境情况270

7.3.2匀加速圆周运动离心环境情况275

7.4实践试验279

7.4.1试验装置279

7.4.2试验方法及结果279

7.4.3零偏漂移及其抑制措施281

参考文献285

第8章电液伺服阀的冲蚀磨损与黏着磨损286

8.1概述286

8.2射流前置级冲蚀磨损机理与计算方法287

8.2.1冲蚀磨损机理288

8.2.2冲蚀磨损理论290

8.2.3冲蚀磨损量数值计算方法293

8.2.4实践试验297

8.3液压滑阀功率级冲蚀磨损机理与计算方法300

8.3.1冲蚀磨损理论301

8.3.2冲蚀磨损量数值计算方法310

8.3.3冲蚀磨损量的影响因素及讨论313

8.3.4实践试验321

8.4冲蚀磨损引起的液压滑阀功率级性能重构326

8.4.1滑阀阀口冲蚀圆角计算模型327

8.4.2四边滑阀的形貌和性能演化过程332

8.4.3实践试验335

8.5电液伺服阀反馈杆小球黏着磨损量计算方法及影响因素337

8.5.1黏着磨损量计算方法337

8.5.2黏着磨损量影响因素342

8.5.3实践试验344

参考文献345

第9章紧凑型旋转直驱式压力伺服阀347

9.1概述347

9.2工作原理与数学模型348

9.2.1工作原理348

9.2.2非线性数学模型350

9.3稳定性判据与参数匹配设计方法354

9.3.1稳定性判据354

9.3.2电机转角内闭环对稳定性的影响356

9.4偏心驱动机构优化设计358

9.4.1小球球心偏心距对响应速度的影响358

9.4.2偏心小球与圆柱孔配合间隙对负载压力突跳的影响358

9.4.3偏心小球耐磨损及其改进措施359

9.5实践试验359

9.5.1样机及试验系统359

9.5.2样机实测性能361

参考文献363

第10章极端小尺寸双级溢流阀365

10.1概述365

10.2双级溢流阀及其失稳现象365

10.3稳定性判据与参数匹配设计方法367

10.3.1数学模型367

10.3.2先导阀的稳定性判据371

10.3.3主阀的稳定性判据373

10.3.4基于稳定工作的双级溢流阀结构参数匹配设计方法375

10.3.5稳定性问题376

10.4先导阀前腔串加阻尼孔的极端小尺寸集成式双级溢流阀377

10.4.1先导阀前腔串加阻尼孔的双级溢流阀377

10.4.2新型集成式双级溢流阀的稳定性378

10.4.3普通集成式双级溢流阀与新型集成式双级溢流阀的稳定性对比380

10.5实践试验381

参考文献382

第11章振动环境下的极端小尺寸减压阀383

11.1概述383

11.2结构与工作原理384

11.3数学模型385

11.3.1整机无振动时的数学模型385

11.3.2整机振动时的数学模型389

11.4理论特性390

11.4.1整机无振动时弹簧刚度对特性的影响390

11.4.2整机无振动时压力感受腔容积对特性的影响392

11.4.3整机振动时振动频率和幅值对特性的影响393

11.5实践试验394

参考文献395

第12章液压伺服作动器397

12.1概述397

12.1.1推力矢量控制技术397

12.1.2功能结构399

12.1.3国外先进作动器材料及表面处理技术406

12.1.4极端温度下燃油动密封材料、密封形式和防尘方法407

12.2并联双杆液压伺服作动器偏载力和径向力412

12.2.1数学模型413

12.2.2偏载力和径向力415

12.2.3实践试验422

12.3集成式伺服作动器能源配置与压力损失424

12.3.1能源配置424

12.3.2选择活门及其压力损失426

12.3.3压力损失对作动器活塞速度的影响430

12.4自动回中与锁紧协同435

12.4.1自动回中功能与锁紧功能435

12.4.2锁紧机构结构与力学模型437

12.4.3自动回中功能与锁紧结构设计442

12.5宽温域下三位四通电磁液动换向阀的几何尺寸链与卡滞特性443

12.5.1滑阀结构与工作原理444

12.5.2温度和残余应力对滑阀副尺寸链和配合间隙的影响445

12.5.3不均匀油液压力对滑阀副配合间隙的影响447

12.5.4滑阀卡滞及其解决措施449

参考文献451

附录工作介质453

1．　液压油453

2．　磷酸酯液压油456

3．　航空煤油：　喷气燃料（燃油）457

4．　航天煤油460

5．　自然水（淡水与海水）462

6．　压缩气体（空气、氮气、惰性气体）463

7．　燃气发生剂465