旋轉(zhuǎn)式三軸加載液壓伺服系統(tǒng)的研制.pdf

1、巖石在地層深部處于一個(gè)壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、磁場(chǎng)以及地下水動(dòng)力場(chǎng)等多場(chǎng)耦合的環(huán)境。為了配合掃描設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石試樣內(nèi)部裂紋的發(fā)生、發(fā)展以及高壓水在縫隙中運(yùn)移的觀測(cè)，進(jìn)一步獲得巖石在模擬地下環(huán)境中被壓裂的微觀特性，利用旋轉(zhuǎn)式三軸加載試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)耦合并對(duì)巖石的綜合力學(xué)性能進(jìn)行研究是行之有效的方法。旋轉(zhuǎn)式三軸加載試驗(yàn)系統(tǒng)的核心部分是液壓伺服加載系統(tǒng)，用于完成力、位移或變形的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)加載，其性能直接決定著試驗(yàn)系統(tǒng)的整體工作性能。本課題以設(shè)計(jì)一套旋

2、轉(zhuǎn)式三軸加載液壓伺服系統(tǒng)為目標(biāo)，研制過程中提出了:可以在大載荷下實(shí)現(xiàn)高精度旋轉(zhuǎn)的“推力滾子軸承+液壓缸支承”的旋轉(zhuǎn)支承方式，大幅減小了摩擦轉(zhuǎn)矩，降低了旋轉(zhuǎn)控制以及軸向支撐力控制的難度;能夠克服電阻應(yīng)變片和引伸計(jì)缺點(diǎn)的巖石試樣LVDT軸向、徑向變形測(cè)量裝置，消除了軸向系統(tǒng)變形、接觸面間隙引起的變形以及端部效應(yīng)引起的測(cè)量誤差，改善了傳統(tǒng)徑向變形測(cè)量的對(duì)中安裝誤差，使得測(cè)量裝置的安裝方便，無(wú)需考慮安裝誤差;采用迭代學(xué)習(xí)控制解決液壓伺服系統(tǒng)存在

3、的非線性、強(qiáng)交叉耦合、建模復(fù)雜困難、參數(shù)不確定度高和高精度軌跡跟蹤控制問題，有效地保證了系統(tǒng)的跟蹤誤差要求和靜動(dòng)態(tài)性能，使系統(tǒng)具有良好的剛度和魯棒性;利用AMESim和Simulink聯(lián)合仿真有效地驗(yàn)證了迭代學(xué)習(xí)控制在本液壓伺服系統(tǒng)中的控制效果，更接近實(shí)際系統(tǒng)的工作狀態(tài)，能夠充分發(fā)揮兩個(gè)軟件的優(yōu)點(diǎn)，有助于對(duì)系統(tǒng)性能的分析。
　　通過聯(lián)合仿真驗(yàn)證，本課題設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)式三軸加載液壓伺服系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的技術(shù)要求，具有較好的可靠性和實(shí)用性，