電磁高速開關閥控制特性及方法研究.pdf

1、隨著計算機技術在流體控制系統(tǒng)中的大量應用，計算機價格的不斷下降，特別是單片機（微處理器）的價格低廉，為電液數字控制系統(tǒng)提供了必要的條件，液壓元件的數字化已成一種必然的趨勢，采用數字控制是今后液壓技術發(fā)展的一個方向。
　　電磁高速開關閥作為一種數字控制的液壓元件，一經出現(xiàn)就吸引了液壓控制領域工作者的眼球，盡管近年出現(xiàn)了磁致伸縮、壓電等新型高速開關閥，但由于電磁高速開關閥在大流量方面具有不可替代的作用，電磁高速開關閥及其應用仍然是眾多

2、企業(yè)和專家、學者研究的熱點課題之一。
　　本論文應用控制理論、液壓、電子、計算機技術、現(xiàn)代仿真手段以及試驗等對電磁高速開關閥的作動機理、動態(tài)特性、靜態(tài)特性、控制方法等方面作了一些基礎的研究；從提高電磁高速開關閥控制特性的角度出發(fā)，研究提高電磁高速開關閥控制特性的方法，研制了一種電磁高速開關閥的驅動控制器，在提高電磁高速開關閥動態(tài)特性的同時，盡量保持其靜態(tài)特性的一致性；針對電磁高速開關閥控液壓缸位置控制系統(tǒng)存在紋波的問題，提出一種高

3、速開關閥控液壓缸位置控制系統(tǒng)紋波抑制的方法。
　　本論文的主要研究內容如下：
　　第1章提出論文研究的背景，綜述高速開關閥的國內外研究現(xiàn)狀，確定論文研究的主要內容、研究難點和研究路線。
　　第2章在分析電磁高速開關閥結構的基礎上，基于AMESim建立了電磁高速開關閥的動態(tài)模型，仿真分析了電磁高速開關閥的動、靜態(tài)特性。并從磁性材料、結構、工作環(huán)境三個方面，對影響電磁高速開關閥的動、靜態(tài)特性的因素進行了分析研究，為提高電磁

4、高速開關閥控制特性的研究提供了理論基礎。
　　第3章分析了制約電磁高速開關閥控制特性的原因，提出了采用自適應雙電壓法改善電磁高速開關閥控制性能的方法，通過仿真驗證了方法的正確性。研制了適應供油口壓力變化的電磁高速開關閥的控制器，并進行了試驗和測試。
　　第4章針對電磁高速開關閥控缸位置控制系統(tǒng)存在紋波的問題，提出一種紋波抑制方法，抑制電磁高速開關閥控制液壓缸位置時的紋波，并進行了仿真和試驗驗證。
　　第5章在分析軸向柱

5、塞變量泵的基礎上，基于AMESim建立了軸向柱塞變量泵的數字模型，研究了電磁高速開關閥控制軸向柱塞變量泵的控制策略；建立軸向柱塞變量泵數字控制系統(tǒng)仿真模型，研究電磁高速開關閥控制軸向柱塞變量泵的控制方案，針對電磁高速開關閥控制軸向柱塞變量泵的角位移、流量、壓力、功率等控制進行仿真研究，設計以角位移控制作為內環(huán)，流量、壓力和功率控制為外環(huán)的軸向柱塞變量泵數字控制系統(tǒng)方案。
　　第6章總結了論文研究形成的主要結論及創(chuàng)新點，指出了本論文

6、研究的不足，展望了進一步的深入研究。
　　本文的研究特色如下：
　?。?）理論研究與仿真研究結合。將兩位三通電磁高速開關閥抽象為液壓開關半橋網絡，研究了以流量特性、壓力特性和流量——壓力特性表示電磁高速開關閥靜態(tài)特性的方法，并通過仿真分析與理論研究進行比較；
　　（2）仿真分析指導實際研究。以兩位三通電磁高速開關閥為對象，以AMESim仿真分析軟件為手段，建立了電磁高速開關閥的數字模型，從磁性材料、結構、工作環(huán)境三個方

7、面，對影響電磁高速開關閥的動、靜態(tài)特性的因素進行了分析。以此為基礎，仿真驗證了雙電壓驅動提高電磁高速開關閥控制特性的方法，針對電磁高速開關閥受供油口壓力影響較大，動、靜態(tài)特性變化大的特點，提出了適應供油口壓力的自適應雙電壓控制方法。開發(fā)了適應供油口壓力變化的電磁高速開關閥控制器，試驗和測試結果表明，采用本控制器后，電磁高速開關閥對供油口壓力的適應性得到了提高，在不同的供油口壓力情況下，電磁高速開關閥特性趨于統(tǒng)一。該方法申報了發(fā)明專利；<

8、br>　?。?）注重應用研究。電磁高速開關閥涉及領域眾多，包括電磁場、機械、液壓、電子技術、計算機、材料科學、控制流量等多學科知識，其理論和應用研究還有許多值得探索的領域。本文在理論研究與仿真研究的基礎上，更加注重應用研究，重點從提高電磁高速開關閥控制特性方法及紋波抑制兩個方面進行了研究。
　　（4）注重工程化研究。硬件和軟件設計考慮了下一步實現(xiàn)工程化的需要，論文設計的電磁高速開關閥自適應雙電壓控制器，采用單片機作為控制核心，考慮