油圧制御弁の非線形挙動に関する研究

水力控制阀非线性行为研究

• 批准号: 06650189
• 负责人: 林 叡
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650189/
• 关键词: 流体制御システム; 油圧制御弁; 非線形性; 安定性; 自励振動; 硬発振現象; カオス; 衝突

油圧回路の圧力調整弁として多用されるポペット弁の非線形挙動を検討し,動作点が安定であっても大きな外乱が弁に加わると弁の非線形特性の影響によって,時として不安定振動が発生し(硬発振現象),この発振現象によってポペット弁回路の発振領域が著しく拡大することを示した.この回路の局所安定性(動作点の安定性)を検討した結果,弁モードと管路モードの不安定現象があることを明らかにし,前者は前開度が比較的大きい領域で,後者は弁リフトが比較的小さい領域で不安定になることを示した.この回路に発生する硬発振現象の発生機構は,弁リフトの大きな管路モードと弁リフトの小さな管路モードの場合では全く異なることを示し,弁開きの比較的大きな場合の硬発振現象が,弁静特性の非対称性に起因することを明らかにした.さらに,この種の弁では回路圧が弁の設定圧力より低い状態では,弁が弁座に着座した状態を安定に保つが,このような場合にも大きな外乱が弁に加わるとき不安定振動が発振し得ることを示し,この領域に発生する不安定振動が,時としてカオス的挙動を示すことを数値シミュレーション法によって明らかにした.弁回路に現れるカオス挙動は,いわゆる,ファイゲンバウム型のカオスで,供給圧力の増加とともに,周期倍分岐を繰り返しカオス領域に至ることを数値シミュレーションによって明らかにした.弁のカオス挙動の数値解析に当たって,弁と弁座の衝突は不可避である.衝突点の計算精度が計算精度全体を左右するので,その適正な処理法である最適刻み細分化法を提案し,Runge-Kutta法の計算精度を損なわずに計算を遂行することに成功した.精度の良い数値シミュレーションが出来たのはこの計算法に負う所が大きい.これも本研究の成果である.

The pressure regulation function of the oil pressure circuit is used in many ways. The nonlinear vibration of the function is investigated. The operating point is stable. The external disturbance is increased. The influence of the nonlinear characteristic of the function is discussed. The unstable vibration occurs at time (hard vibration phenomenon). The vibration phenomenon is displayed in the vibration field of the circuit. As a result of the analysis of the local stability (stability of operating point) of the loop, the instability phenomenon of the pipeline is shown in the following aspects: the former is in the large range of the previous opening, and the latter is in the small range of the previous opening. The mechanism for generating the hard vibration phenomenon generated in the loop is that the hard vibration phenomenon occurs in the case of large and small pipe connections, and the hard vibration phenomenon occurs in the case of large and relatively large pipe connections. In this case, the circuit voltage is set at a low pressure, the circuit voltage is set at The circuit is in the middle of the circuit, and the supply pressure is increased. The cycle is divided into two parts. The cycle is divided into three parts. The number analysis of function and function is inevitable. The calculation accuracy of collision points is about the whole calculation accuracy, and the optimal segmentation method is proposed by the appropriate correction method. The calculation accuracy of Runge-Kutta method is lost. The calculation is carried out successfully. The accuracy of the calculation method is very high. The results of this research are discussed.

项目成果

林 叡,飯塚 祐二,早瀬 敏幸: "衝突による不連続非線形特性を有する系の数値計算法" 油圧と空気圧. 25. 118-123 (1994)

Akira Hayashi、Yuji Iizuka、Toshiyuki Hayase：“由于碰撞而具有不连续非线性特性的系统的数值计算方法”液压与气动 25. 118-123 (1994)。

T.Hayase,H.Ishigami,S.Hayashi: "Strong Nonlinear Hydraulic Manipulator Designed for Precise Motion Control" Proc,3rd Int.Workshop on Advanced Motion Control. 780-790 (1994)

T.Hayase、H.Ishigami、S.Hayashi：“为精确运动控制而设计的强非线性液压机械手”Proc，第三届高级运动控制国际研讨会。

I.Iimura,S.Hayashi: "A Digital Simulation Algorithm for Hydraulic System Subjected to Solid Friction" 4th,Triennial Int.Symp.on Fluid Control,Measurement. 1. 391-396 (1994)

I.Iimura,S.Hayashi：“固体摩擦液压系统的数字仿真算法”，三年一度的流体控制、测量国际研讨会第四届。

S.Hayashi,T.Kurohashi,T.Hayase20GB01:Mechanism of Hard Self-excited Vibration in Poppet Valve Circuit: 4th,Triennial Int.Symp.on Fluid Control,Measurement and Visualization22GD01:2. 641-646 (1994)

S.Hayashi，T.Kurohashi，T.Hayase20GB01：提升阀电路中的硬自激振动机制：第四届，三年一度的流体控制、测量和可视化国际研讨会22GD01：2。