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本文是液压旋转作动器结构及性能的研究。液压旋转作动器是一种以液压油为动力源的直旋机构,液压旋转作动器以其结构简单紧凑、转矩/质量比大、低速大扭矩、动态响应快等优点,有望成为用于飞机和船舶的一种非常有前途的作动器。本文通过理论分析、数值仿真等方法,研究了液压旋转作动器结构及关键参数设计计算、液压旋转作动器控制系统及控制策略、液压旋转作动器系统建模和仿真分析等问题。 论文的主要工作内容如下: ①本文对飞机襟翼作动器及液压伺服系统控制策略的发展进行概述,对一般液压旋转作动器的特点和结构进行了分析,并对论文讨论的液压伺服旋转作动器方案进行了可行性论证;此外,对液压伺服系统控制策略和方法做了较详细的综述。 ②基于液压伺服旋转作动器的设计思想,对液压伺服旋转作动器进行了设计研究,并基于力学原理,对液压伺服旋转作动器的静、动力学进行了分析,提出了液压伺服旋转作动器的关键设计参数,为液压伺服旋转作动器的研制提供了结构基础。 ③针对液压伺服旋转作动器失效机理和结构优化问题进行分析,重点讨论了滚道弹性接触失效机理和规律,根据滚珠在回珠槽中的受力得出了回珠槽回珠曲线优化修形,为液压伺服旋转作动器的材料选择和寿命设计提供了理论基础。 ④在旋作动器结构设计的基础上,研究了液压伺服旋转作动器的电液伺服控制系统,对控制系统方案及其软硬件组成、控制系统性能进行了讨论。基于模糊逻辑理论和准滑模变结构控制边界层调节技术,研究了一种基于边界层模糊调节的准滑模变结构控制方法,它能根据液压系统滑模开关平面状态的变化,动态模糊调整滑模边界层的宽度,既能充分发挥滑模变结构控制高频切换鲁棒性强的作用,又能降低系统稳态误差,保证响应速度,把滑模变结构控制的抖振控制在液压伺服系统有效工作的允许范围之内。 ⑤在模态分析理论和有限元分析方法的基础上,根据作动器的结构特点,建立了液压伺服旋转作动器的有限元分析模型,并应用谱分析方法对液压伺服旋转作动器在给定载荷下的动态特性进行了仿真分析,以实现液压伺服旋转作动器的进一步优化设计。