【摘 要】
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泵控直驱式电液单杆执行器（DD-EHSA:Direct Drive Electro-Hydrostatic-Singlerod Actuator）具有输出功率大、可靠性高、所占空间小、易于生产等优点,具有较好的应用前景。国内诸多科研院所对航空用电液执行器（EHA）做了大量研究,但大多采用双杆缸进行相关机理研究,而泵控直驱式单杆执行器研究较少,且闭式油路中液压缸往复运动时无杆腔、有杆腔体积变化率不同
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泵控直驱式电液单杆执行器（DD-EHSA:Direct Drive Electro-Hydrostatic-Singlerod Actuator）具有输出功率大、可靠性高、所占空间小、易于生产等优点,具有较好的应用前景。国内诸多科研院所对航空用电液执行器（EHA）做了大量研究,但大多采用双杆缸进行相关机理研究,而泵控直驱式单杆执行器研究较少,且闭式油路中液压缸往复运动时无杆腔、有杆腔体积变化率不同导致泵输送流量难以精准补偿,产品集成化程度不高。本文以浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室“泵控直驱电动静液压差动执行器研究与应用”项目为依托,开发一种新型高度集成化的泵控直驱式电液单杆执行器（EHSA）单元,以提高DD-EHSA传动效率、节能性、轻量化程度为目标,研究单杆液压缸流量补偿方法、作动器整体小型集成化设计与适合直驱式伺服系统的智能控制策略,为DD-EHSA的产品化和推广应用奠定了理论基础。主要研究内容如下:（1）阐述了泵控单杆执行器的不同流量补偿方法和变量控制方式,分析对比了各方案的优劣,选择并设计了符合DD-EHSA的液压回路并对其原理进行了分析验证。结果表明,所采用的利用蓄能器和液控单向阀平衡不对称流量的变转速电机配合定量泵的液压回路,可实现DD-EHSA的直接泵控。（2）以DD-EHSA的多体结构模块化集成为研究目标,设计优化并集成了执行器的结构,实现了电机、泵、集成阀组、蓄能器的有效连接;对DD-EHSA的关键件进行了选型分析,设计了机-电-液有机接口并搭建了样机;对DD-EHSA关键部位进行了强度校核、模态分析及内部流场优化,结果表明,所设计的执行器结构是可行的。（3）为实现DD-EHSA的精准位移控制,采用自抗扰控制方法对系统进行位置反馈,并对设计的DD-EHSA的机电液控制系统进行了AMESim与MATLAB/Simulink的联合仿真,分析了采用四阶线性扩张状态观测器下自抗扰控制器对系统的位置跟踪性能。结果表明,其不仅可满足泵控直驱式电液单杆执行器正常的位置伺服控制,且可使系统在遇到外部扰动时具有更高的控制精度。
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