新型電液比例閥的設(shè)計(jì)及其控制方法的研究.pdf

1、電液比例閥是實(shí)現(xiàn)電液比例控制技術(shù)的關(guān)鍵控制器件。由于其較好的控制精度和穩(wěn)定性，電液比例閥已開始逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制閥。 電液比例壓力控制閥是電液比例閥中的一種，其功用是對(duì)液壓系統(tǒng)中的油液壓力進(jìn)行比例控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行器輸出力或輸出轉(zhuǎn)矩的比例控制。論文在參照國(guó)內(nèi)外成熟產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和分析手段設(shè)計(jì)了一種新型比例壓力閥的結(jié)構(gòu)。首先，設(shè)計(jì)了十幾種閥芯和閥腔的幾何結(jié)構(gòu),根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)的理論，對(duì)每一種閥的流道建立數(shù)學(xué)模型。其

2、次，借助商業(yè)軟件ANSYS/FLOTRAN和CFX求解流道中的速度、壓力數(shù)值解,根據(jù)求解的數(shù)據(jù),分析出閥內(nèi)流道的幾何形狀對(duì)流場(chǎng)的影響。最后,根據(jù)所得結(jié)論優(yōu)化出一種新型的閥芯和閥腔結(jié)構(gòu)。 在比例壓力閥的控制電路設(shè)計(jì)中，以單片機(jī)控制系統(tǒng)、數(shù)字PID算法和PWM (脈沖寬度調(diào)制) 技術(shù)為研究對(duì)象。根據(jù)電液比例閥的控制要求，編制了系統(tǒng)控制程序，設(shè)計(jì)了單片機(jī)控制系統(tǒng)的電路和功率放大電路，使控制電路的精度和可靠性大大提高。 將閥的工

3、作狀態(tài)抽象成數(shù)學(xué)模型是研究現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的主要方法。論文運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論，建立了所設(shè)計(jì)的電液比例壓力閥的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，得到了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。另外,求解系統(tǒng)模型中的參數(shù)成為一個(gè)重要問題，論文中同樣以計(jì)算流體力學(xué)為理論依據(jù)，通過有限元等數(shù)值方法，計(jì)算出流量系數(shù)等重要參數(shù)。為了研究閥的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)特性，將傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為MATLAB/SIMULINK軟件包的方框圖模型，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)得到閥的階躍輸入響應(yīng)。然后，研究了不同結(jié)構(gòu)對(duì)閥穩(wěn)態(tài)