變面積梯度的2D數(shù)字閥性能分析及實驗研究.pdf

1、液壓閥是液壓系統(tǒng)中必不可少的功能單元，液壓系統(tǒng)的整體性能主要是由液壓閥的性能所決定的。目前，液壓閥在性能、能耗、制造加工工藝、智能化等方面都得到了飛速的發(fā)展，并且隨著液壓系統(tǒng)與IT技術(shù)、電子技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的緊密結(jié)合，液壓閥的數(shù)字化將成為一種必然的趨勢。
　　 本文在綜述國內(nèi)外數(shù)字閥相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，提出了由閥芯軸向與徑向兩個自由度的運動來改變閥口面積的兩維流量控制的思想，并設(shè)計出了可變面積梯度2D數(shù)字閥的新型結(jié)構(gòu)；其通過兩

2、臺步進電機分別控制2D閥芯軸向及徑向兩個自由度，調(diào)節(jié)節(jié)流口面積大小來對系統(tǒng)進行微小流量控制。利用Fluent軟件對閥體內(nèi)部流場進行數(shù)值仿真，獲得閥內(nèi)流場壓力分布，來對閥芯所受徑向力進行研究，并提出利用顫振信號對數(shù)字閥摩擦力進行補償；通過建立閥相關(guān)數(shù)學(xué)模型并對其進行Matlab仿真，分析閥的靜動態(tài)特性。搭建實驗平臺，驗證顫振信號對閥摩擦非線性的補償效果并測試閥靜動態(tài)性能；實驗結(jié)果表明：通過在控制信號中疊加顫振信號，可以有效克服系統(tǒng)摩擦力，

3、消除了摩擦引起的滯環(huán)非線性，提高閥的控制精度以及工作性能。論文各章內(nèi)容簡述如下：
　　 第1章，首先對電液控制技術(shù)的發(fā)展進行了綜述；并對當(dāng)前數(shù)字閥的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了闡述；然后介紹了本論文的研究意義、目的及創(chuàng)新點；并列出課題的主要內(nèi)容。
　　 第2章，詳細(xì)介紹了變面積梯度2D數(shù)字閥的工作原理及結(jié)構(gòu)，提出了節(jié)流口面積可調(diào)的二維流量控制；并對數(shù)字閥進行了詳細(xì)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　 第3章，研究了由徑向力引起的液壓卡

4、緊現(xiàn)象，通過Fluent軟件對數(shù)字閥內(nèi)部進行流場分析，得出閥內(nèi)部流場的壓力分布，并對閥芯受到徑向力的原因進行了分析，提出了利用顫振信號對閥芯摩擦力進行補償以避免液壓卡緊。
　　 第4章，建立了變面積梯度2D數(shù)字閥相關(guān)數(shù)學(xué)模型，并利用Matlab軟件對數(shù)字閥的靜動態(tài)性能進行仿真研究。
　　 第5章，搭建了實驗平臺系統(tǒng)，對數(shù)字閥閥芯摩擦顫振補償以及數(shù)字閥的靜動態(tài)性能進行了實驗研究及分析。
　　 第6章，對論文的研究內(nèi)