先进制造技术与应用前沿 极端环境下的电液伺服控制理论及应用技术PDF电子书下载

第一章 概论 1

第一节 电液控制技术 1

第二节 飞行器电液伺服控制技术 3

一、导弹的起源 3

二、火箭的原理与历史 7

三、航天飞机 11

第三节 电液伺服阀历史及演变过程 13

一、电液伺服阀的历史 13

二、电液伺服阀结构演变过程 16

第四节 极端环境下的电液伺服控制系统研究的意义 23

参考文献 26

第二章 工作介质与电液伺服阀 29

第一节 电液伺服系统的工作介质 29

一、喷气燃料（燃油） 29

二、液压油 30

三、磷酸酯液压油 32

第二节 电液伺服阀工作原理与数学模型 33

一、电液伺服阀工作原理 33

二、力反馈电液伺服阀的基本方程 34

三、力反馈电液伺服阀的传递函数 45

参考文献 47

第三章 射流管电液伺服阀 48

第一节 概述 48

第二节 射流管伺服阀基本原理与结构 51

一、分类及工作原理 51

二、结构与特点 64

第三节 电液伺服阀术语和定义 65

第四节 射流管伺服阀国外专利简介 73

第五节 射流管伺服阀在航空飞行器上的应用 81

第六节 小结 88

参考文献 89

第四章 飞机液压能源系统 92

第一节 飞机液压能源系统概要 92

第二节 空中客车A320飞机液压系统 93

一、飞机液压系统功能 94

二、主液压系统 94

三、辅助液压系统 96

四、液压系统性能和特点 97

第三节 飞机液压系统热分析与油液温度控制技术 100

一、飞机液压系统热分析基础理论 100

二、飞机液压系统静态热分析建模与静态温度计算方法 101

三、飞机液压系统动态热分析建模与动态温度计算方法 104

第四节 小结 112

参考文献 113

第五章 飞行器电液伺服控制技术 114

第一节 电液控制技术 114

一、电液控制技术概要 114

二、机载电液控制技术 115

三、发展动向 116

四、新材料 119

五、电流变流体技术 119

第二节 弹性O形圈密封技术 120

一、O形圈的构型和密封原理 120

二、O形圈密封的特点 122

三、O形圈材料 122

四、O形圈的选取和设计 123

五、O形圈的保护和故障防止 126

六、小结 127

第三节 飞行器电液伺服技术 128

一、大功率 128

二、高压、高温 130

三、高速 133

四、高可靠性 133

五、数字化、信息化 135

第四节 防空导弹控制执行系统 136

一、设计综合要求 137

二、必要性、可行性论证过程 139

三、设计准则 143

四、性能试验 149

五、小结 152

第五节 防空导弹辅助能源 153

一、能源方案分类 153

二、应用实例 157

三、小结 165

第六节 飞行器燃气涡轮泵液压能源应用技术 166

一、燃气初级能源的应用 166

二、燃气涡轮泵的应用 168

三、燃气涡轮泵液压系统工作区域 170

第七节 液压舵机系统功率匹配设计 172

一、液压舵机系统负载模型 172

二、伺服机构输出特性与负载轨迹最佳匹配 175

三、实际舵机系统能源需求状况 176

四、工作压力变化因素与系统频率特性 177

五、小结 177

参考文献 178

第六章 非对称液压阀与非对称液压缸的流量匹配控制 180

第一节 零开口阀控非对称缸的液压伺服机构数学模型与压力特性 181

一、液压缸换向前后的压力突变 183

二、负载边界 185

三、小结 186

第二节 液压控制系统速度增益特性 186

一、零开口阀控液压缸动力机构速度增益特性 187

二、正开口阀控液压缸动力机构速度增益特性 190

三、负载力边界 193

四、小结 194

第三节 液压缸和气缸的固有频率 195

一、液压缸和气缸的分类 195

二、活塞初始位置对气缸固有频率的影响 196

三、活塞初始位置对液压缸固有频率的影响 201

四、气动气缸系统和液压缸系统比较 203

五、小结 204

参考文献 205

第七章 对称不均等正开口液压滑阀压力特性 207

第一节 对称不均等液压滑阀压力特性 207

第二节 零位压力值及零位泄漏量 211

一、零位压力值 211

二、零位泄漏量 212

第三节 应用事例 213

参考文献 214

第八章 飞行器液压控制系统单级溢流阀 215

第一节 概述 215

第二节 带平衡活塞固定节流器单级溢流阀的特点与工作原理 217

一、结构特点 217

二、工作原理 217

三、性能特点 218

第三节 工作点与基本特性 219

一、工作点 219

二、基本方程 220

三、状态方程 221

四、基本特性及其分析 222

第四节 结构参数对动态特性的影响 225

一、压力控制机理 225

二、数学模型 226

三、稳态特性 229

四、数值计算 229

第五节 振动环境下的阀特性 234

一、振动环境下阀芯开启前阀的数学模型 234

二、振动环境下阀芯开启后阀的数学模型 236

三、仿真模型与动态特性 237

四、制振措施 240

第六节 溢流阀工作点对导弹电液能源系统频率的影响 241

一、概述 241

二、理论分析 242

三、数值计算及其程序 244

四、工艺措施 246

五、结论 247

参考文献 248

第九章 飞行器液压减压阀 250

第一节 概述 250

第二节 结构特点和工作机理 251

第三节 数学模型 253

一、阀芯移动前的动态特性 253

二、工作压力下的动态方程 255

三、工作压力下的稳态特性 256

第四节 理论特性及其影响因素 257

一、出口压力特性和固定节流器的影响 257

二、固定节流口的影响 258

三、压力感受腔的影响 259

四、出口压力恒定 259

参考文献 261

第十章 极端温度环境下的液压元件 262

第一节 概述 262

第二节 极端温度环境下的飞行器液压蓄能器与气瓶 263

一、极端温度下的应用 263

二、真实气体的范德瓦耳斯方程 265

三、高压气瓶充气质量 266

四、高压气瓶和气腔的气体压力特性 267

五、蓄能器特性 269

六、结论 270

第三节 极端温度环境下的电液伺服阀 270

一、温度对电液伺服阀配合间隙的影响 271

二、温度对液压油黏度的影响 274

三、温度对阀腔流场的影响 274

四、温度对磁性材料的影响 278

五、试验及其结果分析 279

六、结论 280

参考文献 281

第十一章 振动冲击环境下的电液伺服阀 282

第一节 振动冲击环境下的电液伺服阀数学模型 282

第二节 单位阶跃加速度环境下的电液伺服阀 284

一、负载压力的影响 284

二、衔铁挡板组件质量的影响 286

三、主阀芯质量的影响 286

四、弹簧管刚度的影响 286

五、衔铁挡板组件质心与弹簧管旋转中心距离的影响 288

六、喷嘴挡板放大器控制腔容积的影响 288

第三节 单位脉冲加速度环境下的电液伺服阀 288

一、负载压力的影响 288

二、衔铁挡板组件质量的影响 290

三、主阀芯质量的影响 291

四、弹簧管刚度的影响 292

五、衔铁挡板组件质心与弹簧管旋转中心距离的影响 293

六、喷嘴挡板放大器控制腔容积的影响 295

第四节 振动条件下的电液伺服阀 295

一、各参数对滑阀位移频率响应的影响 295

二、各参数对挡板位移频率响应的影响 298

三、各参数对衔铁位移频率响应的影响 300

第五节 小结 303

一、电液伺服阀抗冲击的措施 303

二、振动环境下电液伺服阀的影响因素与制振措施 304

参考文献 304

第十二章 离心环境下的电液伺服阀 306

第一节 牵连运动为圆周运动时的加速度合成定理 306

第二节 离心环境为匀速圆周运动时的电液伺服阀 307

一、主滑阀阀芯方向与离心运动角速度矢ω同面垂直 307

二、主滑阀阀芯方向与离心运动角速度矢ω异面垂直 311

第三节 离心环境为匀加速圆周运动时的电液伺服阀 312

一、主滑阀阀芯方向与离心运动角速度矢ω同面垂直 312

二、主滑阀阀芯方向与离心运动角速度矢ω异面垂直 316

第四节 离心环境下电液伺服阀的零偏值 319

一、电液伺服阀喷嘴挡板前置级静态压力特性 320

二、离心环境下电液伺服阀的纠偏电流 323

三、一维离心环境下电液伺服阀的零偏值 324

四、应用实例与试验分析 326

五、结论 329

第五节 离心环境下电液伺服阀的性能 329

第六节 振动、冲击、离心环境下电液伺服阀布局措施 330

参考文献 331

第十三章 电液伺服阀优化设计 332

第一节 基于幅值裕度的电液伺服阀优化设计 332

一、概述 333

二、理论分析 334

三、优化设计 338

四、结论 340

第二节 电液伺服阀力矩马达综合刚度优化设计 340

一、概述 340

二、理论分析 341

三、力矩马达设计 346

第三节 带补偿节流器的电液伺服阀 346

一、结构原理 347

二、理论分析 348

三、特性分析 352

第四节 非对称喷嘴挡板式单级电液伺服阀 354

一、喷嘴挡板式电液伺服阀结构 354

二、理论分析 355

三、应用分析 361

第五节 力反馈两级电液伺服阀喷嘴挡板阀的非对称性 362

一、喷嘴挡板初始间隙对称与不对称特性 362

二、喷嘴直径对称与不对称特性 366

三、小结 369

参考文献 370

第十四章 舰船液压技术 372

第一节 舰船调距桨液压系统 372

一、开式系统 374

二、闭式系统 376

第二节 舰船蓄能器-泵液压能源体制 378

一、舰船蓄能器-泵交替工作液压能源体制 378

二、蓄能器-泵液压系统压力缓冲原理 378

第三节 动压阻尼器技术 380

一、动压阻尼器的结构及工作原理 380

二、结构参数的影响 381

第四节 舰船液压系统螺纹接头技术 382

第五节 液压系统消波器 383

第六节 潜艇海水液压系统 385

一、海水介质的优越性 385

二、海水液压系统关键基础技术 386

三、海水液压系统现状 386

参考文献 387

附录一 南京机电液压工程研究中心特殊电液伺服阀 389

一、燃油介质电液伺服阀 389

二、磷酸酯介质电液伺服阀 393

三、高抗污能力电液伺服阀 395

四、防爆电液伺服阀 397

五、水下用电液伺服阀 398

六、高响应电液伺服阀 399

七、压力-流量电液伺服阀 402

八、压力电液伺服阀 403

九、特殊单级伺服阀 406

十、余度电液伺服阀 414

十一、廉价电液伺服阀 417

十二、耐高压电液伺服阀 417

十三、其他特殊电液伺服阀 419

附录二 中国运载火箭技术研究院第十八研究所电液伺服阀 422

一、产品类型 422

二、典型产品与外形尺寸 422

附录三 中船重工第七○四研究所射流管伺服阀 430

一、CSDY型射流管电液伺服阀 430

二、DSDY三线圈电余度射流管电液伺服阀 438

三、CSDK型射流管电液伺服阀 438

附录四 中航工业西安飞机自动控制研究所电液伺服阀 441

一、喷嘴挡板式双级电液伺服阀 441

二、喷嘴挡板式自检测双级电液伺服阀 442

三、喷嘴挡板式高压双单级电液伺服阀 442