直动型气动电磁阀综合性能测试系统研究

针对目前国内对直动式气动电磁阀测试存在的不足问题,采用高速数据采集系统,应用计算机控制技术,设计了电磁阀综合性能检测系统.测试项目主要有动态特性检测、密封性检测、疲劳寿命测试,并首次引入了最低先导压力的测试,突破了以往只针对单个参数测试的局限.为验证系统的准确性,设计完善了一种基于MATLAB/Simulink的电磁阀动态仿真模型,可应用于电磁阀设计时的多参数仿真和优化设计.运用仿真模型和测试系统,测试、分析了气路压力条件对电磁阀性能的影响,确定了电磁阀测试或使用时的最佳气路压力条件.实验结果表明:该系统能很好地对电磁阀的综合性能进行评判,系统时间分辨率达到0.1ms,压力分辨率0.1 kPa.     

线性高速开关阀的设计及验证

受限于成本原因,电控液压制动系统中多使用高速开关阀,但在液压阀开关控制中电磁阀的敲击噪声、液压冲击噪声和压力波动造成制动控制品质和精度劣化,因此通过脉冲宽度调制控制实现高速开关阀线性化调控性能是此类高速开关阀的设计关键。高速开关阀动态运动特性受瞬态液动力、非线性电磁力与机械惯性、弹簧力综合作用,电磁阀动力学特性决定其线性调控工作范围窄,需要系统设计电磁阀系列结构力学参数,才能实现电磁阀阀口一定开度范围内的多种非线性力的线性化变化。为此,建立高速开关阀与液压控制单元的动力学模型与联合仿真模型,通过仿真与试验验证,分析出阀座锥角、节流孔径、气隙大小等结构参数对电磁阀线性特性的影响。从而设计出合理的电磁阀结构参数,并应用于一款液压控制回路中,实现线性工作范围的拓宽,满足汽车制动安全控制的要求。     

二位五通高压电磁阀动态响应仿真研究

该文通过对二位五通电磁阀工作原理分析,搭建了数学模型和仿真模型,仿真分析了二位五通电磁阀实际开关响应时间,根据分析结果定性分析了影响因素对响应时间的影响趋势,提出了优化参数方案,通过实物验证,得到结果是开关响应时间均大幅缩短,取到了较好的效果。     

航空变量柱塞泵中开关电磁阀对其流量控制影响的分析

分析了带有开关电磁阀的航空变量柱塞泵工作原理,建立开关电磁阀的数学模型,在此基础上以AMESim工程软件为平台搭建带有开关电磁阀的航空变量柱塞泵整体模型,并对开关电磁阀进行详细建模,仿真分析了电磁铁的线圈励磁电压、衔铁工作间隙、线圈匝数等主要参数对开关电磁阀的线圈电流及泵出口流量控制影响,该研究为开关电磁阀的设计及航空变量柱塞泵参数匹配提供了指导。     

考虑电磁特性的电磁开关阀动静态性能仿真研究

为研究电磁特性下电磁阀的动静态性能,针对设计中使用到的电磁开关阀,首先分析了电磁铁的结构参数和电磁开关阀动力学模型,然后应用Ansoft Maxwell和AMESim建立了电磁开关阀仿真模型,对不同占空比以及不同频率下的脉宽调制(PWM)输入控制信号进行了仿真,分析了其动态响应过程及静态性能(空载流量、空载压力等),最...     

基于AMESim的自动液力变速器高速开关阀动态仿真研究

以某型自动液力变速器高速开关电磁阀为研究对象,针对建模和开关阀部分主要参数对响应特性的影响进行了研究。分析高速开关阀的工作原理,建立了机械、电路和磁路数学模型,运用AMEsim软件建立了高速开关阀仿真模型,并分析了线圈匝数、励磁电压、介质压力等参数对高速开关阀位移响应的影响。仿真结果与性能检测试验数据对比表明,仿真模型能够比较准确地描述开关阀的动态性能,为高速开关阀特性和参数优化的研究提供理论参考。     

双稳态电磁阀控制方式和动态性能的研究

航天器中大量采用了自动化程度较高的双稳态电磁阀,其控制方式和动态性能是设计中的重要环节。根据双稳态电磁阀的工作特点,建立电、磁、机系统的机电模型,并对等效电路模型进行了改进。根据多场耦合的特点,考虑到磁性材料的非线性特性及磁路的漏磁效应,选择有限元法进行仿真计算,并建立了电磁阀的二维有限元模型。电磁阀动态仿真计算数据与试验结果相一致,达到了定量判定出电磁阀所受电磁力大小以及开关放电电流的特征曲线的目的。多耦合场条件下运用有限元法对控制方式进行优化可以提高设计工作的费效比,且能够达到较高的精度,是进行电磁阀优化设计的有效方法。     

基于响应面近似建模方法的换挡电磁阀模型构建

针对换挡开关电磁阀宽温域工况下可靠性不高的技术问题，以较高精度的多场耦合仿真模型实现参数优化为基础，开展换挡开关电磁阀的结构参数优化研究。构建了换挡电磁阀电磁场-结构场-温度场-流场多场耦合有限元仿真模型，通过电磁力测试、温度测试和流量测试分别校验了电磁场模型、温度场和多场耦合模型精度，满足优化设计所需模型精度要求；为了提高优化效率，基于响应面近似建模（RSM）方法完成了宽温域换挡电磁阀电磁力和应力近似模型构建。结果表明构建的电磁力响应面模型R2的值为0.987，最大应力响应面模型的R2值为0.992均大于0.9，近似模型满足设计要求可用于后续换挡电磁阀结构参数优选设计研究。     

船用柴油机电磁阀响应特性的优化设计

高压气动电磁阀在船舶柴油机起动系统中有着至关重要的作用，其响应特性是保障柴油机可靠和迅速起动的关键因素之一。首先，基于电磁有限元仿真软件ANSYS Maxwell对船用柴油机起动电磁阀的响应时间进行仿真分析；其次，采用国际标准ISO 12238和电磁阀阀芯位移试验验证优化前后仿真模型的精确度。结果表明，电磁阀在工作电压24 V和气隙1.1 mm时，开启和关闭响应时间分别为31.3 ms和43.3 ms。最后，通过Maxwell软件自带的参数化等功能进行了性能优化设计，研制了气动电磁阀专用试验系统并开展了性能试验；结果表明电磁阀在工作电压为28.8 V时，电磁阀开启响应时间加快5.9 ms;在5个500匝线圈并联时，电磁阀开启响应时间加快16.3 ms,满足船舶柴油机起动系统要求。     

高压气动大流量电磁阀设计和仿真

针对有限容积减压对控制元件的要求,设计了高压气动大流量电磁开关阀,并根据其结构,运用电磁学、热力学、流体机械力学原理,建立了电磁-气热-机械耦合的数学模型。通过电磁阀的数学模型进行了计算机仿真,结果表明:电磁阀在运动过程中分为四个阶段:先导阀触动、先导阀运动、主阀运动、主阀保持。通过分析各个电磁阀参数发现,对响应时间影响较大的是前三个阶段。采用遗传算法对主要的电磁阀结构参数和控制参数进行多参数优化,取得了较好的优化效果。     

高速电磁阀线圈与阀体配合气隙对电磁吸力影响研究

以制动系统液压控制单元中的高速开关阀为研究对象，研究了线圈与电磁阀配合气隙对电磁阀保压性能的影响。建立相关数学模型，对电磁阀保压工作状态的进行仿真，根据仿真模型结果对线圈与电磁阀配合气隙对电磁阀保压特性影响做相关研究。设计了保压实验来验证线圈与配合对电磁阀保压能力的试验，结果证明了理论正确性及模型在电磁阀工程设计中应用的可行性。     

电磁阀的热物理场数值仿真与试验研究

以某型航空发动机控制系统上的电磁阀为研究对象，建立其流固耦合模型，开展热物理场数值仿真研究，对其不同工况下的热物理场特性进行分析。同时搭建试验系统进行试验验证，根据试验结果对仿真模型及参数进行优化迭代，并得出结论：在实际使用过程中，电磁阀的温升主要受环境温度、外加功率、内部结构及外部热交换条件的影响，电磁阀的热物理场数值仿真结果与试验数据的最大误差为7.0%,数值仿真模型准确度较高，能有效地预测电磁阀的温度场分布。该模型可指导电磁阀热设计，具有较高的实际工程应用价值。     

预报误差法在气动系统模型辨识的应用与实现

预报误差法是一种精确度较高的辨识方法,其辨识误差要远远小于最小二乘法.本文对实际生产中气动系统采用预报误差法进行气动模型参数的辨识,得到该系统的动态模型.将辨识模型仿真结果与系统实验测量数据进行比较,该模型是可信的.这个模型不仅能够较好的反映系统的动态特性,而且有利于系统控制器的设计.     

高速开关电磁阀阀芯动态模型设计及研究

为了实现当前对汽车制动系统中对制动力控制的线性要求,详细研究了制动系统中核心控制部件电磁阀的结构,通过对电磁阀中重要部件阀芯的受力分析,细致分析了电磁阀阀芯的运动特性,从应用层面上给出了阀芯运动的数学模型,并针对阀芯的运动过程建立了基于实际运动的物理状态模型,建立新的动态数学模型并进行仿真。根据仿真结果对电磁阀进行实际的流量控制试验,验证得出建立的数学模型具有实际应用指导效果,并得出了电磁阀实际的运动特性与仿真模型一致的结论。     

高速开关电磁阀阀口几何特性对线控度影响研究

该文以制动系统液压控制单元中的高速开关阀为研究对象,研究了阀座上密封锥口的几何特性对电磁阀线控度的影响。建立相关数学模型,电磁阀工作状态的仿真模型,根据仿真模型结果对阀座锥口角度对控制流量特性影响做相关研究。设计了三种不同状态的电磁阀并进行流量控制试验,结果证明了理论正确性及应用的可行性。     

高速强力电磁阀挤压油膜阻尼的研究

新型电控燃油喷射系统有利于降低柴油发动机的排放和油耗。高速强力电磁阀是决定电控燃油喷射系统性能的关键部件,其动态响应特性直接影响燃油喷射特性。在电磁阀的衔铁和电磁铁之间存在很薄的油膜,影响电磁阀的动态响应特性。运用层流基本理论进行理论简化分析,并在此基础上进行了仿真计算,结果与实际试验吻合良好,并探索出了各参数对衔铁阻尼特性的影响,为参数的匹配提供了依据。     

基于非晶铁芯的高速开关电磁阀的特性研究

对高速开关电磁阀进行了结构建模和磁路分析,并建立了其数学模型,利用MATLAB和ANSYS软件对上述模型进行仿真。分别对采用普通纯铁和非晶材料作为铁芯的电磁铁进行特性仿真,得出非晶铁芯对于提高高速开关电磁阀性能的优势,为提高高速开关电磁阀性能有一定的意义。     

基于Ansoft Maxwell的电磁阀二维仿真可靠性验证

利用Ansoft Maxwell软件二维/三维建模对电磁阀进行仿真分析被广泛应用于电磁阀设计。采用Maxwell建立电磁阀三维模型和二维轴对称模型,保持三维模型和二维模型求解参数一致,进行仿真分析。通过对比不同行程下三维模型和二维模型轴对称模型的仿真结果,验证了二维/三维模型电磁力大小的一致性,并且发现二维轴对称模型相比三维模型收敛次数少,仿真耗时短,计算精度高。采用二维模型代替三维模型对轴对称的电磁阀进行仿真计算,大大提高计算效率、缩短研发周期、降低研发成本。     

低压开关的机构动态仿真分析与优化

低压开关的动态过程分析对于其优化设计非常重要,机构系统中碰撞接触导致的弹跳会引起电弧烧蚀,直接影响开关的电气寿命。采用虚拟样机技术对开关的闭合过程进行动态仿真,获得机构的动态过程及各接触位置的接触状态变化,并通过与开关闭合过程的弹跳时间测试结果进行对比,以及与电气寿命试验后样品的烧蚀位置进行对比,证明了仿真模型的正确性。最后通过仿真模型的正交试验研究了相关设计参数对开关弹跳的影响,分析得到机构的优化方案并进行了试验,试验结果验证了所提出方案的有效性。     

一种实用BOOST电源的仿真与设计

设计一个BOOST开关稳压电源,对理想LC器件和实际LC器件的电路进行了软件仿真.用实验验证了软件仿真的结果,获得的结论是,仿真与设计时必须考虑实际元器件可能存在的寄生参数,消除仿真模型的不完全性造成的仿真误差,从而使仿真更具有实际指导意义.