變面積梯度的2D數(shù)字閥性能分析及實(shí)驗(yàn)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(shì)。
　　 本文在綜述國(guó)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(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)來(lái)改變閥口面積的兩維流量控制的思想，并設(shè)計(jì)出了可變面積梯度2D數(shù)字閥的新型結(jié)構(gòu)；其通過(guò)兩

2、臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別控制2D閥芯軸向及徑向兩個(gè)自由度，調(diào)節(jié)節(jié)流口面積大小來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行微小流量控制。利用Fluent軟件對(duì)閥體內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值仿真，獲得閥內(nèi)流場(chǎng)壓力分布，來(lái)對(duì)閥芯所受徑向力進(jìn)行研究，并提出利用顫振信號(hào)對(duì)數(shù)字閥摩擦力進(jìn)行補(bǔ)償；通過(guò)建立閥相關(guān)數(shù)學(xué)模型并對(duì)其進(jìn)行Matlab仿真，分析閥的靜動(dòng)態(tài)特性。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證顫振信號(hào)對(duì)閥摩擦非線性的補(bǔ)償效果并測(cè)試閥靜動(dòng)態(tài)性能；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通過(guò)在控制信號(hào)中疊加顫振信號(hào)，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(jiǎn)述如下：
　　 第1章，首先對(duì)電液控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了綜述；并對(duì)當(dāng)前數(shù)字閥的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述；然后介紹了本論文的研究意義、目的及創(chuàng)新點(diǎn)；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(duì)數(shù)字閥進(jìn)行了詳細(xì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　 第3章，研究了由徑向力引起的液壓卡

4、緊現(xiàn)象，通過(guò)Fluent軟件對(duì)數(shù)字閥內(nèi)部進(jìn)行流場(chǎng)分析，得出閥內(nèi)部流場(chǎng)的壓力分布，并對(duì)閥芯受到徑向力的原因進(jìn)行了分析，提出了利用顫振信號(hào)對(duì)閥芯摩擦力進(jìn)行補(bǔ)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(duì)數(shù)字閥的靜動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行仿真研究。
　　 第5章，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)，對(duì)數(shù)字閥閥芯摩擦顫振補(bǔ)償以及數(shù)字閥的靜動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及分析。
　　 第6章，對(duì)論文的研究?jī)?nèi)