2D数字压力阀

2D数字压力阀是采用阀芯的双运动自由度设计的导控型压力阀。该阀由阻尼管型的液压桥路和旋转自由度构成阀的导控级 ,控制着一个阀腔的压力 ,该压力与反馈到另一个阀腔的压力进行比较 ,所产生的不平衡力驱动阀芯线性运动从而改变阀口的大小 ,使的阀的出口压力与液压桥路的输出压力保持定值比例关系 ,并且不随阀口输出流量的变化而变化。阀芯的旋转运动由数字接口驱动 ,该数字接口由执行元件——步进电动机及数字阀控制器组成。控制器的核心部分为跟踪算法 ,该算法可以使步进电动机的输出角位移连续可控 ,这样可以同时保证阀的响应速度和控制精度     

一种2D三通数字伺服换向阀的理论和实验研究

为满足某一实际应用场合对快速响应的要求,设计了一种2D三通数字伺服换向阀.该阀结构上采用阀芯的双运动自由度原理设计——圆周自由度通过阀套上的螺旋槽与阀芯上的高低压孔的配合改变敏感腔的压力,实现导控功能,而轴向自由度控制阀口的大小.采用步进电机以驱动阀芯旋转,实现了阀的机械—电的数字化转换.建立了其数学模型并对其进行仿真分析,为验证其可靠性,加工出样品并进行测试.试验结果表明其阶跃响应稳定时间大约为3~5 ms,此外该阀还具有其他优越特性,比如体积小,重量轻以及良好的稳定性能.     

数字阀及其电／机转换接口

将步进电机完善地与液压阀进行耦合，这是设计数字（比例，伺服）阀的关键环节。它不仅关系到数字阀的工作性能，而且还涉及到可靠性与合理价格等问题。步进电机通常产生旋转增量运动，而液压主阀芯靠直线运动改变其与阀口的缝隙，从而实现对液压参数的控制。本文就数字阀及其有关的电／机转换接口和微机控制系统进行探求。     

大流量2D伺服阀新型控制器的研究

介绍了一种新型的2D阀的控制器.2D伺服阀采用伺服螺旋机构实现阀芯的角位移转化成阀芯的轴向位移,阀芯的旋转运动由一步进电机来驱动,阀腔内产生的压力差推动阀芯的轴向运动.该控制器以基TMS320F2812DSP芯片的空间电压矢量调制技术为基础,以PWM功率放大电路和A/D采样电路作为基本硬件组成.该控制器的软件部分由C语言编写的控制程序组成.结合给出的系统流程图,搭建实验平台并对该控制器性能进行测试.实验结果表明该控制器具有良好的性能.     

压差反馈式液压冲击器的换向阀仿真

借鉴先导式顺序阀的工作原理,设计了一种压差反馈式液压冲击器的先导式换向阀.利用Matlab/Simulink软件,建立了该换向阀的仿真模型,并通过仿真研究,得到该换向阀前腔、后腔、先导阀腔的压力曲线和主阀芯、先导阀芯的运动规律.仿真结果显示,该换向阀基本能按照先导式顺序阀的工作方式工作,满足设计要求.     

一种新型大流量数字阀

大流量开关阀一般采用多级先导结构,体积、质量较大,且先导流量和零位泄漏较大,为此提出了基于二维螺旋伺服结构的一体化大流量开关阀.该大流量数字开关阀利用螺旋伺服结构通过液压力将阀芯的旋转运动转换为阀芯的轴向运动,实现二级液压功率放大,无需另外配置先导阀.在分析大流量数字开关阀工作原理的基础上,利用流体动力学理论建立其数学模型;在MATLAB平台上采用龙格库塔数值算法编制仿真程序,进行理论分析;最后建立实验平台对理论分析结果进行验证.理论和实验结果表明:新型大流量数字开关阀具有良好的流量特性和良好的动态特性,阀芯位移2.7mm的时间约17ms.工作压力为3MPa、阀芯位移为0.25mm时,流量达到123.3L/min;工作压力为7 MPa、阀芯位移为0.2mm时,流量达到106.9L/min.     

小球式旋转直驱压力伺服阀卡滞机理研究

针对小球式旋转直驱压力伺服阀（BRDDPSV）静态测试卡滞问题,建立阀芯运动全局函数,包括基于缝隙流理论建立倾斜阀芯径向力模型,基于Coulomb摩擦理论建立阀肩触壁静摩擦-滑动摩擦模型. 理论解析曲线合理复现了静态测试卡滞问题：偏心驱动下阀芯逆时针旋转倾斜,右侧阀肩触壁,初始静摩擦导致阀芯卡滞,逐渐提升的电流水平克服摩擦形成阀芯运动超调. 为了保证电流指令与控制压力的近似比例特性,阀芯回拉复位,形成重复的正向驱动阀芯卡滞. 基于阀肩不触壁原则,获得阀芯是否卡滞阈值条件. 研究结果表明：增大阀芯与阀套初始半径间隙或减小小球偏离阀芯轴线的初始偏心量,均可以提高阀芯不卡滞的输出压力阈值;对于21 MPa系统压力及0~8 MPa输出压力的实际需求,在不改变其他参数的情况下,将初始半径间隙和初始偏心距分别调整为5.1 μm和0.2 mm,可以在维持原有性能的基础上获得阀芯运动全局不卡滞的最优解.     

P-Q复合阀调压静特性分析

2D数字式P-Q复合阀采用在同一个阀芯内,应用阀口的三通功能实现压力和流量控制。该阀的压力控制方法较传统的P-Q复合阀有较大的区别,即应用两个阀口构成串联阻力半桥来实现调压。同时对不同形状的调压阀口如何影响压力控制进行了分析比较,对压力线性输出的调压阀口形状方程进行了求解,得到压力线性输出的阀口形状,为P-Q复合阀和其它阀的设计提供一定的帮助。     

电液(气)直接数字控制的新方法

介绍了一种由步进电机作为电机械转换元件的数字阀的实现电液（ 气） 直接数字控制的新方法。该方法通过控制步进电机相邻相序通电时间的长短实现阀的输出信号的连续可控。应用这种方法解决了传统的步进式电液（ 气） 控制元件的所存在的响应速度与精度之间的矛盾;同时保持其固有的重复精度高、无滞环及线性度好的优点。文中给出利用阀芯的双自由度原理设计的数字伺服阀在连续跟踪控制下的实验结果,表明采用新的数字控制的方法可使阀获得理想的动静特性     

基于AMESim的压力补偿阀工作特性仿真分析

针对压力补偿阀冲击振动问题,本文分析了压力补偿阀的内部结构及工作原理,建立了压力补偿阀动态数学模型,通过AMESim软件建立压力补偿阀仿真模型进行仿真,利用变参数方法对比分析影响其工作特性的主要结构因素。仿真结果表明,在压力补偿阀的压力腔内增设弹簧,可减小油液对阀芯的冲击振动和由振动产生的噪音;而且在LS液压系统响应基本不变的情况下,适当增大节流口的直径,可以减小油液对阀芯的冲击。该研究为压力补偿阀阀体内部结构的改进提供了一定的理论依据。     

P—1复合阀调压静特性分析

2D数字式P－Q复合阀采用在同一个阀芯内,应用阀口的三通功能实现压力和流量控制。该阀的压力控制方法较传统的P－Q复合阀有较大的区别,即应用两个阀口成串联阻力半桥来实现调压。同时对不同开头调压阀口如何影响压力控制进行了分析比较,对压力线性输出的调压阀口形状方程进行了求解,得到压力线性输出的阀口形状,为P－Q复合阀和其它阀的设计提供一定的帮助。     

小型精密注塑机的微机控制

提出了一种利用单片机对小型精密注塑机进行闭环控制的方案，在液压系统中采用比例流量阀和比例压力阀代替原有的节流阀和溢流阀，实现了多级速度和压力控制；利用８０９８单片机实现了顺序动作控制；采用位置式积分分离ＰＩＤ算法，使用中断控制，实现了对温度的闭环控制；全部软件用ＰＬ／Ｍ语言编写．经联机调试，现场运行，结果证明方案和算法是合理的．     

压电陶瓷驱动精密流量阀的设计与建模

设计了一种精密流量阀,采用压电陶瓷驱动流量阀阀芯并控制其位移.在流量阀的减压出口处安装了金属橡胶,以消除流体通过节流口后压力剧烈变化所产生的纹波现象.设计了流量阀的结构,通过分析流经阀芯节流口以及金属橡胶的流体流量特性,基于节流阀芯的力平衡方程,建立了压电陶瓷驱动精密流量阀的电压 流量理论模型.在流量阀出口安装微压力/流量传感器并与控制器组成闭环控制系统,使得该流量阀具有自适应精密减压阀的功能.将减压阀与流量阀串联组合,可以实现对流体的精密减压与流量控制.多个相同的串联组合阀并联后具有数字比例调节阀的功能,在一定范围内可以实现对出口压力、流量的连续调节与控制.将该精密流量阀作为先导控制阀并与流量阀组合,成为具有高频响特性的精密大流量伺服阀.     

新型捣固装置的结构建模与仿真

针对国内捣固装置技术长期依赖引进,缺乏自主知识产权,通过对比分析Plasser,Matisa,Harsco 3家公司捣固装置的激振原理和结构特点,提出一种液压激振与夹持运动独立的捣固装置,以克服捣镐振动产生的夹持液压缸的摆动问题,并设计一种新型转阀来提高液压激振系统的频率和流量.通过建立捣固装置的数学模型,采用Matlab/Simulink软件进行研究.分析结果表明,当阀芯旋转频率为10 Hz,阀口轴向面积导通宽度为10 mm,阀芯沟槽的最大周向导通宽度为8 mm时,激振液压缸最大位移为4.2 mm,从而实现捣镐振幅为8.82 mm,激振频率为40 Hz的振动.阀口面积和激振液压缸位移的大小由阀口轴向面积导通宽度决定.当激振频率越大,激振液压缸位移和运动周期越小.     

超高压气动比例减压阀的设计与仿真研究

自行设计了一种超高压气动比例减压阀，该阀的先导气流引自主阀的进气口，流经压力调节腔排入主阀的排气口；以比例电磁铁作为先导级控制元件，采用电反馈闭环控制，输出压力在8～25 MPa连续可调。通过建立系统的非线性数学模型，分析减压阀的动态特性及结构参数、控制器参数的影响，并利用Matlab进行了仿真。结果表明，该阀在设计压力范围内具有较好的压力特性；PI参数固定的控制器不能同时较好地满足阀在较高和较低输出压力下的控制要求；调压腔的体积是影响阀动态特性的重要因素，增大调压腔的体积是减小输出压力振动幅度、提高输出压力精度最为有效的方法。     

基于AVR单片机的步进电机控制

对AVR单片机AT90S8515进行编程，实现对35BYJ46型四相八拍步进电机的控制，以达到精确定位的目的．使AT90S8515单片机并行口C口高四位PC7～PC4分别与驱动接口芯片ULN2803的输入引脚A、B、C、D相连，并使驱动芯片的4个输出引脚分别与步进电机的4、3、2、1四个励磁线圈的引脚相连．通过对单片机进行编程，使数据从C口高四位输出经驱动电路放大后控制步进电机，使其按照单片机编写的程序进行按步骤的正序旋转或逆序旋转．     

抽油机电液伺服模拟系统伺服阀前压力脉动的分析

同机电液伺服模拟系统伺服阀前压力脉动的主要原因是油泵输出压力的脉动和伺服阀输出流量的变化，伺服阀前压力脉动和伺服阀输出流量的变化，伺服阀前压力脉动一同悬点运动规律的模拟精度且冲次愈高影响愈严重抑制和减弱伺服阀前压力脉动的途径是合理选用液压滤波器件，对有蓄能器滤波和无蓄能器滤波两种工作过程中的伺服阀前村力脉动进行了数字仿真，仿真结果与理论分析基本相符。     

负载口独立方向控制系统阀控策略

为获取良好的执行器速度稳定性,介绍了负载口独立方向控制系统的结构和工作原理、各控制器的功能及控制器之间的信号传递关系;采用速度闭环控制方法,以比例电磁换向阀液导值K_a、K_b为控制参数控制比例电磁换向阀的阀芯位移,达到控制执行器速度的目的.提出了系统等效驱动压力P_(eq)、系统等效液导K_(eq)的概念及两者之间应满足的关系,并推导出P_(eq)、K_(eq)的计算方法;分析了系统等效液导K_(eq)与执行机构进、出油口处比例电磁换向阀液导值K_a和K_b相关的敏感性,得出了系统速度敏感性最低时K_a和K_b最佳配比关系,并针对执行元件不同工况建立了具有较好速度稳定性的阀控策略.     

基于泵阀联合控制的负载口独立系统试验研究

为了解决工程机械液压系统能耗高、效率低的问题,提出负载口独立节能系统的泵阀联合控制策略.系统每个执行器由2个比例方向阀分别控制进出口,多个执行器共用一个电比例变量泵.同时考虑变量泵与比例方向阀,设计2层结构的控制器实现该系统的运动控制及节能控制.上层控制器通过负载与指令速度选择合适的工作模式;下层控制器根据选择的工作模式,采用计算流量反馈的速度控制和压力反馈的背腔压力控制调节进出口比例阀阀口开度,利用变压力裕度的电液负载敏感方法控制变量泵的排量.为了验证提出的控制器的有效性,在2t小型挖掘机上,针对挖掘机动臂和斗杆的运动进行试验.试验结果表明,根据不同的工况,动臂和斗杆执行器可以选用相应的工作模式,在满足控制要求的情况下尽可能降低系统能耗;变压力裕度的排量控制器可以根据指令速度改变系统压力裕度,降低传统负载敏感系统压力裕度过大导致的能耗.     

“QDYT-l型全数字电动液压式水轮机调速器”通过鉴定

我校电力系商国才教授、机械系刘长青副教授、动力系王印松博士与贵州省水利电力厅地方电力局联合研制的“ＱＤＹＴ－ｌ型全数字电动液压式水轮机调速器”于 ２０００年 ７月 １１日通过了贵州省科学技术委员会组织的科学技术成果鉴定。鉴定委员会认为：该型调速器用步进电动机直接驱动旋转配压阀替代传统的微机水轮机调速器由机械推动的滑动配压阀,取消了传统的电液转换器,为国内首创。根据中国电力信息中心科技查新报告,在国际上亦尚未检索到这种形式。“鉴定委员会还认为该型调速器：运行可靠,性能良好,操作简便,具有广阔的应用前…