調(diào)節(jié)閥直驅(qū)式電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制研究.pdf

1、調(diào)節(jié)閥廣泛應(yīng)用于石化、能源、電力、航空航天、冶金等工業(yè)領(lǐng)域。調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門構(gòu)成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推動(dòng)閥桿對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，對(duì)調(diào)節(jié)閥性能起到關(guān)鍵作用。其中，電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)以其良好的控制性能可以滿足工業(yè)發(fā)展的需求，擁有廣闊的市場前景。當(dāng)前國內(nèi)高性能電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)大部分依賴進(jìn)口，開發(fā)出擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)迫在眉睫。在“艦船調(diào)節(jié)閥附加耦合負(fù)載補(bǔ)償與高頻動(dòng)態(tài)流量自感知機(jī)理研究”的項(xiàng)目支持下，本文針對(duì)一種新型調(diào)節(jié)閥直驅(qū)式電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)，開

2、展了以下研究。
　　首先，設(shè)計(jì)并研制出一種基于直驅(qū)式容積控制(DDVC:Direct Driving Volume Control)的調(diào)節(jié)閥電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)（以下簡稱直驅(qū)式電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)）。對(duì)直驅(qū)式電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需元器件進(jìn)行匹配計(jì)算和選型，設(shè)計(jì)出了一套結(jié)構(gòu)緊湊，集成度高的調(diào)節(jié)閥直驅(qū)式電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)泵控系統(tǒng)。
　　其次，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求和特點(diǎn)，開發(fā)出一套以STM32F103單片機(jī)為控制核心的控制器。設(shè)計(jì)了人機(jī)交互、數(shù)據(jù)采集等幾大功能

3、，在EDA軟件中完成了硬件電路的設(shè)計(jì)，在Keil軟件中完成主程序及子程序編程，并且開發(fā)了上位機(jī)，能夠與控制器數(shù)據(jù)通信。控制器結(jié)合泵控系統(tǒng)，完成了調(diào)節(jié)閥直驅(qū)式電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
　　再次，根據(jù)所設(shè)計(jì)電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其性能參數(shù)，建立執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，包括伺服電機(jī)、泵控缸、傳感器等環(huán)節(jié)，推導(dǎo)出執(zhí)行器控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，建立輸入信號(hào)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出位移、負(fù)載之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。通過MATLAB繪制系統(tǒng)的開環(huán)Bode圖，判定系統(tǒng)穩(wěn)定性良好