基于位移流量反饋原理的電液比例流量閥特性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、插裝式比例流量閥具有低泄漏、通流量大、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn),在近幾十年獲得了迅猛發(fā)展。上世紀(jì)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(dǎo)閥流量的線性放大,已在各工業(yè)領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用。因此對影響其靜動態(tài)性能及穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行研究,對該類型閥的設(shè)計與性能的提高具有重要的理論意義。
  本文首先對Valvistor閥進(jìn)行理論分析,根據(jù)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(shù)學(xué)模型,通過合理假設(shè)及線性化處理,將其簡化為一個一階系統(tǒng),由勞斯判據(jù)得出該閥穩(wěn)定性條件,利用數(shù)學(xué)模型分析了各參數(shù)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(tǒng)的根軌跡圖,通過根軌跡對該閥的性能與穩(wěn)定性進(jìn)行分析,并與代數(shù)判據(jù)結(jié)果進(jìn)行對比,為仿真與實驗提供理論指導(dǎo)。搭建了二級插裝式比例流量閥的實驗臺,使用dSPACE進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,對其先導(dǎo)閥及主閥靜動態(tài)特性進(jìn)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(dǎo)閥結(jié)構(gòu)參數(shù)未知,將實驗數(shù)據(jù)導(dǎo)入仿真模型中,使用實驗數(shù)據(jù)對仿真模型進(jìn)行修正,仿真結(jié)果與實驗結(jié)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(jìn)行了詳細(xì)研究,得到流量特性與位移特性曲線,獲得動態(tài)階躍響應(yīng)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(xiàn)出典型的一階環(huán)節(jié)特性,實驗結(jié)果與理論分析一致。實驗與仿真結(jié)果表明隨著主閥進(jìn)出口壓差、反饋窄槽面

4、積梯度的增大,主閥芯響應(yīng)速度加快,但會降低系統(tǒng)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(jié)果同理論分析結(jié)果相符,驗證了理論分析的正確性?,F(xiàn)有的壓差補(bǔ)償型電液比例調(diào)速閥對流量的控制精度不高,負(fù)載突變時存在瞬時流量沖擊與超調(diào),而流量的動態(tài)檢測又不容易實現(xiàn),本文將壓差—電氣—位移補(bǔ)償原理應(yīng)用于Valvistor閥,構(gòu)成壓差變化位移校正型比例調(diào)速閥,實現(xiàn)對流量的精確控制,通過實驗與仿真對該原理調(diào)速閥進(jìn)行了詳細(xì)研究,結(jié)果表明新原理閥流量控

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