双向复位高速开关电磁阀动态响应特性仿真研究

高速开关电磁阀作为典型的伺服液压系统执行元件,逐渐成为高精密液压系统的核心部件之一。针对双复位弹簧式高速开关电磁阀的动态响应特性开展研究,建立高速开关电磁阀的多场耦合动力学模型,系统研究了高速开关电磁阀阀芯内径、弹簧刚度、线圈线径、工作温度、控制频率及占空比等对高速开关电磁阀阀芯所受到的电磁力和阀芯运动位移的影响,得到了高速开关电磁阀的优化设计参数,为进一步研制响应速度快、性能稳定、流量及承压范围大、环境适应性强的高速开关电磁阀奠定了一定的理论基础。     

一种高速电磁阀新型驱动系统设计

设计3个MCU协调工作的高速电磁阀驱动系统,利用高耐压功率管IGBT作为开关元件,采用高压引导、PWM低压维持和高速断流电路,提高了电磁阀的高速开关特性。     

数字式压力控制系统设计

采用高速电磁阀的数字化功能,设计了一种数字式压力控制系统。通过单片机对高速电磁阀占空比的控制,实现了系统压力的数字化控制。     

基于AMESim和Ansoft的直动式电磁阀动态特性仿真分析

介绍了某型液体火箭发动机用直动式电磁阀的结构和工作原理,建立了基于Ansoft的电磁场仿真模型和基于AMESim的电磁阀系统仿真模型。通过把电磁场仿真结果导入AMESim系统仿真模型中,实现了电磁、机械和液压系统之间的耦合求解。经电磁阀动态特性试验结果验证表明,建立的仿真模型能够准确地计算电磁阀的动态特性。     

高速电磁阀磁场有限元分析与电磁力计算

应用电磁场分析软件对高速电磁阀电磁作用力进行有限元分析计算.自行设计了电磁阀响应特性试验装置,对电磁阀响应特性进行试验研究.试验结果表明：仿真计算与试验结果有较好的一致性.     

高速开关电磁阀的PWM控制及改进技术

与伺服阀、比例阀相比，高速开关电磁阀价格低廉、抗污染力强、但控制精度较差。本文结合一个实际系统，对近年来通过改进高速开关阀ＰＷＭ控制技术以提高系统控制精度的方法作一简单介绍。     

基于Ansoft与AMESim结合的比例电磁阀多物理量建模

基于有限元（ FEM）与功率健合图的原理,运用Ansoft电磁场计算软件和AMESim多物理量建模软件,建立了完整的比例电磁阀模型,实现了其电、磁、机、液的多物理量耦合。与现有的典型模型相比,该建模方法完善了比例电磁阀模型的精确性、完整性和动态响应特性。分别从比例电磁阀的电磁力、位移、流量等目标参数出发,通过试验比对验证了模型的精确性和静动态特性。该比例电磁阀模型与实际物理模型的相似程度完全符合液压控制系统的设计要求,可为后续的比例电磁阀高精度控制系统设计提供参考。     

基于PWM技术的开关电磁阀流量特性研究

在分析开关电磁阀工作过程的基础上,给出了基于PWM技术控制开关电磁阀流量时,根据开关电磁阀的临界频率和截止频率设计PWM频率的方法。基于开关电磁阀的电压平衡方程、运动学方程以及流体方程导出了开关电磁阀的临界频率和截止频率的表达式。实验结果表明:利用开关电磁阀模型计算的临界频率和截止频率与实测值基本一致,误差达到了工程设计的标准。并分析了占空比、流量与PWM控制频率之间的关系。     

基于Maxwell的电磁阀导磁部件分析与优化

利用电磁场有限元分析软件Maxwell建立电磁阀二维模型,研究电磁阀导磁部件的结构和材料属性对电磁阀性能的影响。通过对电磁阀的铁心直径、气隙、线圈位置、材料属性等关键参数进行静态/动态仿真分析,计算不同参数下行程与磁力的关系,经过对比得出优化参数。在保持同样大小电压输入前提条件下,在行程为0时,优化后的电磁阀模型电磁力增大了约2倍,且体积减小5.2%。与初始模型相比,该模型能耗低、制造成本低、电磁力大、响应速度快。     

平板型高速开关阀控制特性研究

为研究某型平板高速开关阀(HSV)的控制特性，探索其小电流驱动控制机制，描述开关阀的结构组成及工作机制，建立数学模型，并定性说明其静态压力控制特性；基于开源电磁分析软件FEMM建立电磁铁的有限元模型，获得电磁力及磁通密度在工作气隙与线圈电流坐标空间的分布规律；建立开关阀的机-电-液联合仿真模型，研究其静态压力控制特性，重点描述线圈电流、阀板位移、磁路电感、控制腔压力的动态响应过程，阐明该电磁阀实现小电流驱动控制的机制；最后，测试HSV静、动态性能进行对比验证。实测结果表明：仿真模型较好地刻画了平板高速开关阀的静、动态特性，阐明了小电流驱动的机制，可为低功耗产品开发提供重要参考与借鉴。     

气动电磁阀PWM控制可控占空比工作范围的拓宽

某型号气动电磁阀可控占空比范围比较窄,在控制频率10 Hz情况下其为7%～30%。基于上述问题,在分析气动电磁阀工作原理的基础上,基于AMESim搭建气动电磁阀的仿真模型,基于该模型研究了不同占空比对阀芯位移的影响,并通过仿真发现气动电磁阀可控占空比范围比较窄的主要原因是阀芯关闭滞后时间过长。在阀芯关闭时通过增加反向电压,降低电磁阀阀芯关闭滞后时间,并优化反向电压的控制时间,将电磁阀的可控占空比范围提高到5.6%～88.5%,拓宽了占空比的可控范围,并通过试验验证了仿真分析的有效性。     

双离合器控制电磁阀特性研究

比例电磁阀作为离合器液压缸油压控制的关键元件,对DCT性能的影响深刻。以DCT离合器控制的比例电磁阀为研究对象,在分析其结构与工作原理的基础上建立电磁阀电场、磁场、液压和机械4个物理场耦合模型,并以ANSYS/Maxwell对电磁铁系统进行动态特性分析。进一步结合电磁力特性数据建立电磁阀控制离合器AMESim模型。台架试验结果与仿真结果有较高吻合度,验证了数学模型的正确性及仿真方法的可靠性,为进一步优化电磁阀结构及其压力控制方法提供了理论支撑。     

基于RBF网络的高速电磁开关阀模型辨识

简介高速电磁开关阀常用模型,分析其特点;给出RBF神经网络用于非线性系统辨识的一般结构与步骤;分析了使用该网络进行高速电磁开关阀模型辨识的结果,同时使用一些未作为训练样本的数据进行验证,并与理想公式的计算结果进行对比。结果表明:即使在高速开关阀的电气与结构参数未知的情况下,仍然可以使用RBF网络辨识出适合实际应用的高速电磁开关阀模型。     

基于AMESim的起落架收放电磁阀仿真分析与试验研究

基于AMESim建立了某起落架收放电磁阀的仿真模型,进行了工作精确性、协调动作时间、最小工作压力仿真分析。证明起落架收放电磁阀的关键参数设计合理,并通过试验验证了仿真结果的合理性和正确性,找出了仿真与试验结果差别的原因。     

集成式电磁阀设计及阀芯卡滞优化

采用一维软件进行电磁阀参数设计,利用3D制图软件进行建模,使用三维流体软件进行功能校核及优化,设计集成式电磁阀。针对电磁阀卡滞问题,应用CFD方法计算阀芯特定工作位置下的稳态液动力和全工况瞬态液动力;对比轴向液动力、弹簧力与电磁力的平衡关系,校核径向液动力大小,排查设计缺陷,筛选关键参数,进行导向性优化设计。结果表明：增加阀芯槽深或在阀芯出口位置增加坡角设计,能够有效解决电磁阀阀芯卡滞问题。     

基于Karnopp摩擦模型的比例阀颤振响应研究

颤振有助于改善比例阀响应特性,其频率及幅度参数与比例阀结构参数直接相关。基于开环比例控制阀仿真模型,研究功率级阀芯的颤振响应、颤振信号降低摩擦滞环的机制并确定最优参数范围。建立仿真模型,颤振信号通过双占空比高频PWM形式引入,基于电磁场有限元方法构建比例电磁铁,采用Karnopp摩擦模型建立衔铁及功率级阀芯动力学方程。仿真结果表明:摩擦模型能够较好地表征电磁铁力滞环及阀芯流量滞环现象;在颤振信号激励下,阀芯产生颤振运动,摩擦力状态在静摩擦与动摩擦间切换,进而影响其响应特性;颤振频率和幅度参数存在最优区间,且由比例阀的结构参数决定。     

PWM调压的高速电磁开关阀双电压驱动器研究

分析了影响高速电磁开关阀开启和关闭特性的电气因素,设计了一种PWM调压的高速电磁开关阀双电压驱动器,构建了高速电磁开关阀动态特性试验平台,验证了该驱动器改善高速电磁开关阀动态特性的有效性.     

高速电磁开关阀静态特性研究

针对二位三通高速电磁开关阀双端驱动的特点,理论分析了液压开关半桥的静态特性,基于AMESim中建立的高速电磁开关阀动态模型,对高速电磁开关阀的静态特性进行仿真,并分析了造成高速电磁开关阀的静态特性非线性的原因。