基于位移流量反饋原理的電液比例流量閥特性研究.pdf

1、插裝式比例流量閥具有低泄漏、通流量大、結構簡單、成本低等優(yōu)點，在近幾十年獲得了迅猛發(fā)展。上世紀80年代Andersson教授提出基于位移-流量反饋原理的Valvistor閥，其主閥輸出流量是先導閥流量的線性放大，已在各工業(yè)領域中獲得廣泛應用。因此對影響其靜動態(tài)性能及穩(wěn)定性的結構參數進行研究，對該類型閥的設計與性能的提高具有重要的理論意義。
　　本文首先對Valvistor閥進行理論分析，根據該閥的工作原理與流量連續(xù)性方程，建立了該

2、閥的非線性數學模型，通過合理假設及線性化處理，將其簡化為一個一階系統，由勞斯判據得出該閥穩(wěn)定性條件，利用數學模型分析了各參數對閥芯穩(wěn)定性及靜動態(tài)性能的影響，之后使用Matlab繪制該系統的根軌跡圖，通過根軌跡對該閥的性能與穩(wěn)定性進行分析，并與代數判據結果進行對比，為仿真與實驗提供理論指導。搭建了二級插裝式比例流量閥的實驗臺，使用dSPACE進行數據采集，對其先導閥及主閥靜動態(tài)特性進行實驗研究。使用SimulationX仿真軟件搭建了Va

3、lvistor閥的仿真模型，由于先導閥結構參數未知，將實驗數據導入仿真模型中，使用實驗數據對仿真模型進行修正，仿真結果與實驗結果相符，驗證了仿真模型的正確性。利用實驗臺與仿真模型對Valvistor電液比例流量閥的靜動態(tài)特性進行了詳細研究，得到流量特性與位移特性曲線，獲得動態(tài)階躍響應與伯德圖，閥的工作頻寬約12Hz，頻響曲線不存在諧振峰值，表現出典型的一階環(huán)節(jié)特性，實驗結果與理論分析一致。實驗與仿真結果表明隨著主閥進出口壓差、反饋窄槽面

4、積梯度的增大，主閥芯響應速度加快，但會降低系統穩(wěn)定性，控制腔體積越小，該閥穩(wěn)定性越好。實驗與仿真結果同理論分析結果相符，驗證了理論分析的正確性?，F有的壓差補償型電液比例調速閥對流量的控制精度不高，負載突變時存在瞬時流量沖擊與超調，而流量的動態(tài)檢測又不容易實現，本文將壓差—電氣—位移補償原理應用于Valvistor閥，構成壓差變化位移校正型比例調速閥，實現對流量的精確控制，通過實驗與仿真對該原理調速閥進行了詳細研究，結果表明新原理閥流量控