触发器触发器华北电力大学本科毕业设计论文压力传感器和触发器构成反馈系统，当压力高于时使触发器得到的输入大于，所以触发器输出信号。同理，当压力低于时触发器输出信号。设定信号函数,，这样它与反馈系统和分段信号源构成控制系统。各种情况下输入输出见表。表模拟控制系统真值表控制信号反馈信号输出控制信号反馈信号输出由上表可见，当分段信号源输出时，系统处于下压状态，并按照反馈保压与蓄压当分段信号源输出时，系统处于停止状态当分段信号源输出时，系统液压缸回升。下压过程仿真将分段信号源输出设为仿真时间采样周期。在不同背压压力下对系统进行仿真得到缸杆速度曲线如图所示。可见系统无背压时，液压缸下压速度比较快，对钢轨的冲击很大。无背压时启动过程震荡比较严重同时由于系统刚度较大对钢轨的冲击也较大。时是经过反复调整得到的最为合理的情况。华北电力大学本科毕业设计论文图各种背压下活塞杆的速度曲线保压特性的仿真在的背压下，将仿真时间延长到，液压缸两腔的压力和活塞杆输出力如图，图所示。仔细分析图，图三条曲线可知由于系统保压过程有杆腔没有卸荷，所以随着泄漏的增加其压力会逐渐接近无杆腔压力。这样在无杆腔压力没有明显下降的情况下输出压力就会明显降低。若两腔压力相等时其压力还没能降到以下，则系统将无法执行蓄压过程。华北电力大学本科毕业设计论文图液压缸两腔压力图活塞杆输出力基于原系统上述缺陷，将型三位四通电磁换向阀改用型位四通电磁换向阀。其图标和模型如图所示。当保压时，液压缸有杆腔经过溢流阀卸荷，有杆腔压力保持不变，这样从理论上就避免了型换向阀的缺陷。华北电力大学本科毕业设计论文图型位四通电磁换向阀超级元件图标和系统模型将仿真时间改为其他参数不变对系统重新仿真分析，得到液压缸两腔的压力和活塞杆输出力曲线如图，图所示。液压缸两腔压力曲线图活塞杆输出力曲线华北电力大学本科毕业设计论文观察发现，液压缸有杆腔的压力保持在左右，与理论分析结果致。当液压缸有杆腔压力下降到时，实现了自动补压的过程。与图相比活塞杆输出力下降量明显减小。这说明这项改进时切实可行的，它有效提高了系统的保压性能。液压缸活塞杆上升过程的仿真将分段信号源设为，以后设为仿真时间。液压缸两腔的压力和位移曲线如图，图所示。图液压缸两腔压力曲线图活塞杆位移曲线华北电力大学本科毕业设计论文由图可以清楚得得知，活塞杆实现了下压和回升动作，而且运行平稳。由图可见，在第三秒时液压缸两腔的压力由定的震荡，这是活塞开始回升时运动状态的突变产生的。因为波动不是很大，所以不会造成不良影响。驱动马达回路的建模与仿真驱动马达回路的搭建在中搭建驱动马达回路模型如图，各元件的子模型选择系统默认最简单的模型即可。系统参数的设置此模型用双端质量负荷模型模拟钢轨，因此要先计算出钢轨折算到驱动辊上的转动惯量。假设钢轨的质量用表示，驱动辊的直径用表示，则系统相关参数按照表进行设置。图驱动马达回路模型华北电力大学本科毕业设计论文表驱动马达回路参数列表参数名参数值参数名参数值电动机，溢流阀，马达，溢流阀，变量泵功率，双端旋转负荷，齿轮传动双端旋转负荷，双端旋转负荷，双端旋转负荷，仿真分析分段信号源第断输出信号，以后输出信号，用来模拟前推送钢轨，第开始制动的过程。分段信号源第断输出信号由降到，以后输出信号。其与库仑摩擦力矩共同模拟钢轨受到的阻力，即阻力由逐渐增大到然后保持不变。仿真时间，采样周期。驱动辊所受驱动转矩及转速和钢轨速度的曲线如图，图所示。图驱动辊所受转矩曲线华北电力大学本科毕业设计论文图驱动辊转速及相应钢轨速度曲线由以上两图可见因为开始系统负载很小，驱动辊很快升高。因为恒功率变量泵流量的局限性，其转速在前基本稳定在最大值。随着负载的增加，系统压力的升高，系统进入恒功率调速状态，随系统负载线性增高，转速成双曲线下降。制动过程制动力矩最高可达，可以在内快速制动。液压马达两端压力和溢流阀流量曲线如图，图所示。图液压马达两端压力曲线华北电力大学本科毕业设计论文图溢流阀流量曲线由图可见，制动时由于系统惯性作用，使马达右端压力急速升高左端压力降低，产生制动力矩。当马达右端压力升到时，溢流阀开启卸荷如图，从而避免了压力过高造成破坏。华北电力大学本科毕业设计论文结论以功率键和图为基础的仿真软件具有友好的人机交互界面，使用方便，大大减少了系统设计分析中人工工作量和对专业知识的要求，可以使用户能迅速达到建模仿真的最终目标分析和优化设计，降低开发的成本和缩短开发的周期。本文首先对液压系统的基这种便捷传动装置所需连接少而且电源开关通道好，所以它们可能更加可靠。在非常接近的条件下，逻辑电路对开关短路和过热的响应更敏捷。但更重要的是便捷传动装置使用更方便。通常只要向基于的书写屏幕输入数字就可以完全通过软件建立这个系统。很多系统可以采用这些参数自行校正。复杂的安装过程和人工校正已经成为了过去。自动校正和软件特色经常依赖于经验丰富的控制工程师。他们的知识扎根与基于规律的模糊逻辑算法。旦编好程序，这个系统需要产生系列阶跃函数作为输入。然后系统对响应采样并计算出新的值，以使输出更加致。如果调节器找不到合适的解决方案，软件会自动向设备操作工发出信号寻求帮助。要实现接近实际的实时自动化并不容易。电机制造商在解决散热和电干扰等设计问题的同时不得不尽量降低成本。而顾客苛求其箱体小到几乎任何地方都可以安装使问题更加恶化了。为了满足这些需求，控制设备供应商从计算机的制造中借鉴可经验。像个人华北电力大学本科毕业设计论文电脑制造商样，传动设备公司把普通的打孔和印刷电路板改为了在两面提供信号电路和电机驱动电路的表面固定。控制设备制造商还开始购买集成封装并调试好的动力输出模块，而不再自己制造。成品模块手工接线少，并且普通的设备和生产工艺降低了成本提高了可靠性。机床电机电动机是大多数机床的动力源。各种型号的电动机在机床上有三种基本功能主轴动力，溜板驱动，辅助动力。大多数电机的电源是或三相交流电。理论基础所有电动机都遵循磁场同性相斥异性相吸的规律。通电线圈或永久磁铁都会产生电场。电动机通过内部磁场的变换传递扭矩，转子就不断的拖动旋转起来了。最初，所有的电动机都采用直流电。电流在定子和转子中产生磁场，然后通过机械结构接通断开定子线圈产生运动磁场，带动转子转动。在交流电动机中，电流自动在正负极之间交替变换。定子线圈接交流电就会产生磁场拖动转子转动。些历史多年以来缠绕机床和电机的问题在于如何在多种转速下得到高转矩。最初，机械传动包括齿轮皮带和齿轮皮带结合以起变速作用。到后来，同时有个速度级已经很平常了。但是所有的这些额外的设备都很昂贵而且需要维护。因震动产生的误差虽然在低速下没有什么问题，但在最近的十年，对调速的要求已经有了提高，使得这种复杂的机械传动系统在些情况下不再适用。但是，因为更多的通用电机三级调速更普遍，很多机床制造商在很多情况下依然使用机械传动。对于现代的运行情况，般把主轴转速作为低速，以上作为高速。有些主轴，比如小直径的毛刺打磨，运行在。与此同时，电机的设计和控制技术得到了突飞猛进的发展。早期的电机无法通过改变它的功率以适应各种运转条件。现在，由于计算机技术的应用，快速改变电机的转速和转矩已经成为可能。华北电力大学本科毕业设计论文这就相当于以前所要附加的驱动器功率调节器或电源被变成了电流输入到了电机里。驱动器从固定在电机上的小箱电子元件变成了与机床控制计算机相连的柜子。主轴电机主轴由电机带动，既用于定位又要为刀具传递功率或夹紧工件。主轴电机是机床上用于拖动主轴的主要电机。主轴电机功率是以马力来衡量的。般是马力，平均大约马力。在铣床和加工中心的主轴上有个用于装刀柄的轴孔。在车床上，主轴上安装有卡盘，它用于夹紧工件并旋转。卡盘也叫做头架。能够进行钻削和铣削的多功能车床，也叫车削中心，它具有活主轴。相对于那些死轴，或那些只为切削刀具提供固定和定位作用的主轴，这些安装钻头或铣刀的轴都是动力轴。车削中心的活主轴有着与铣床和加工中心相同的设计和性能要求。早期的电机都是直流换向器电动机。它们靠碳棒做的电枢给转子导电并改变磁场。这是种功率强劲的电机，但是因为调速的限制和电枢的维护问题使它不再流行。交流感应异步电动机，也叫鼠笼式电动机。呈正弦波交互变化的电流通入定子的三相绕组中，就会产生旋转磁场。同时，转子中产生的感应电流又会产生另外个磁场。由这两个磁场产生的力就会带动转子转动起来。要想让它停止，就要通个反向的控制电流。这种电机成本低，而且可以通过变频进行调速。大型和精密电机采用向量控制。这种方法个有特定数学算法的微处理器对电流进行精确控制，使电流不但磁化线圈还产生转矩。因此，电机可以在任何速度下得到最大转矩。向量控制还提供时实的位置反馈和电流反馈。电流反馈会很好地指示出主轴和上面的刀具在做什么空转还是在切削金属。这个信息还可以确定把特定的刀具使用了多长时间，这对刀具的自动管理是非常重要的。对于些换刀装置，主轴的位置控制对刀柄的定位十分重要。自动换刀装置要协调工作，知道刀具的位置是很有必要的。人们设计的另种适合作主轴电机的是用永久磁铁作转子的无电枢直流电机。这种电机在低转速下可以提供高扭矩，在使用较大刀具时这点很重要。与同华北电力大学本科毕业设计论文功率的交流电机相比，无电枢直流电机发热少，但体积大成本高有速度的限制。进给电机位置控制电机带动滚珠丝杠，用来移动主轴或工作台。位置控制电机的关键性能是加速度减速平稳性和精确度。这样，滑轨或主轴才能迅速到达指定的位置。位置控制电机通常是以转矩度量的，般磅•英尺•。像主轴电机样，位置控制电机最初是直流电枢型。然后交流电机开始流行，接着是液压传动。液压系统加速度大，而且因质量较小具有较大的功率质量比。尽管它们依然在高重复率的情况应用，在要求寿命长频率高发热少的时候般都用交流伺服电机。现在最流行的位置控制电机在技术上叫做直流无电枢式，但是它通常被认为仅仅是种交流伺服系统。这种电机的转子中有永久磁铁，定子中有线圈，它们共同激励产生旋转磁场。它的主要优点是体积小转矩大和发热低。因为永磁电机线圈绕组电流与其产生转矩的联系更明确，所以更容易控制。精确定位位置控制是进给电机控制的关键。我们将来会有什么技术取代现有的控制技术，但是现在，知道电机的精确定位取决于有没有反馈系统对我们来说很重要。最初的控制系统是开环的，或者说是无反馈的。例如，控制器命令电机旋转四分之周或，然后停止，其精度取决于系统的制造精度和是否有东西影响系统的运动。采用反馈或闭环系统，电机按照指令运动，同时个传感器还会送回信号这是我所在的位置。如果没有在正确的位置，控制系统就向操作员发出警报或发出矫正指令。电机与控制系统之间的交流几乎是实时的。电机通过编码器和分解器报告它的位置。编码器是捆绑在电机轴上的装置。它能产生个标志着电机轴转过圈数的数字信号。分解器是