旋启式止回阀最大开度及偏心距的分析计算

旋启式止回阀流阻系数受阀的最大开度的影响很大。而阀的最大开度不仅与流动状态有关,还与阀门结构及偏心距有关。本文通过分析计算,提出了增大阀门开度的一套新思想,对优化阀门设计,节约能量有重要意义。     

一种基于计算机控制的电动阀门开度显示方法

提出了一种基于计算机控制系统的电动阀门开度显示技术,用以解决一般电动阀门不带位置反馈装置时的阀位显示问题,介绍了该技术的实现方法、特点及应用效果。     

基于CAN总线的多通道开度阀控制系统的设计

针对现有电动阀门控制系统可嵌入性差的问题,设计了一种基于CAN总线的网络化、多通道、开度型阀门嵌入式控制系统。其中,上位机主要用于下达各阀门开度等控制指令并同时监测其工作状态,而下位机采用双MCU架构,主MCU用于控制各阀门的开度大小,从MCU负责采集开度反馈电流以实现闭环控制。下位机采用了模糊PID算法进行控制参数的动态整定,可满足阀门在不同工况下的控制精度要求,并通过OLED屏显示各通道阀门的实际开度值。实验表明,该控制系统运行稳定,能实现对多通道开度阀的精准控制,控制精度在0.6%以内,并支持远程上位机控制和现地控制等多种工作模式。     

某大扭矩船用间接式阀位指示器测量误差分析

为实现阀门遥控系统中阀门开度的精确测量,对影响船用间接式阀位指示器误差最大的油液压缩性进行了研究,提出了应用AMESim仿真与压缩性变化特性方程及结构相结合的策略对不同工况下液压油的有效体积弹性模量进行研究的方法,进而得到间接式阀位指示器测量误差变化规律,揭示了阀位指示器在油路中不同安装位置对测量误差的影响。结果表明：间接式阀位指示器测量误差对油液压缩量敏感,当油液含气量从0.05%增大到1%时,油液压缩量增加,测量误差变大;含气量相同,在低压、高温工况下,会加大测量误差。研究成果为新型船用间接阀位指示器补偿模块的研究提供了模型基础。     

基于CFD的不同开度下顺序阀管路稳定性分析

针对某企业生产的顺序阀工作系统稳定性问题,进行了流体仿真并研究了不同开度下顺序阀管路内流场,总结了阀门内部产生复杂流动状态的原因,为后续顺序阀在设计时规避瞬态工况下运行故障提供思路.结果表明,阀口打开瞬间产生的极大的压力与速度梯度会产生复杂流动状态,导致阀门发生故障.随着阀口开度的增大,压力与速度逐渐平稳,阀口下游漩涡...     

阀控液压马达角位移随动系统动态特性研究

为分析不同控制方法在阀控液压马达角位移控制系统中的应用效果,分别基于PID闭环控制、极点配置法及含有状态观测器的极点配置法对阀控液压马达角位移随动系统动态特性进行对比研究。首先,简要介绍了阀控液压马达系统的工作原理;其次,分别建立了阀控液压马达角位移控制系统的传递函数、方框图及状态空间表达式,并对该系统的时-频域特性与能控-能观测性进行分析;在此基础上,分别基于3种控制方法对阀控液压马达角位移控制系统进行设计,并利用MATLAB/Simulink软件对系统阶跃响应进行了仿真分析,以对比各控制方法在阀控液压马达系统中的应用效果以及状态观测器极点位置对系统动态特性的影响,为改善阀控液压马达系统的动态特性提供理论依据。     

非线性液压伺服系统的自适应控制

针对存在不确定参数的液压伺服系统,提出高性能位置跟踪控制器的设计方法。应用“反演”控制设计策略,给出了基于Lyapunov稳定的设计过程,其中系统负载、液压油缸及液压伺服阀的动力特性都包含于控制系统设计中。同时给出了基于液压系统不确定参数的自适应控制律,数值仿真表明了控制系统设计的正确性。     

智能阀门定位器阀位自适应控制算法研究

智能阀门定位器是智能电气调节阀的控制核心,其中的阀位控制算法是实现调节阀阀杆位置精确定位和阀门开度精确调节的关键。传统的五接点开关算法具有算法简单、响应速度快的特点,但是存在参数调整困难,无法适应不同阀芯、不同行程调节阀精确定位的控制要求。为此将传统五节点开关控制与PID控制算法相结合,研究实现了一种阀位自适应控制算法。通过系统初始化程序实现了控制参数的初始整定并在阀位控制过程中实现了PID控制参数的自适应微调。阀门定位控制试验结果表明:该阀位自适应控制算法实现了阀位的准确控制,阀位定位精度满足±1%FS的设计要求。     

水压比例流量阀的模糊PID控制策略研究

研究水介质大流量比例阀开度的控制策略。比例阀采用二级结构,用4个先导级锥阀控制主阀阀芯开度。根据比例阀的结构特点,将比例阀模型简化为4个独立可变节流口控制双出杆对称缸模型,通过增加适当的约束条件后,借鉴零开口四通滑阀控制双出杆对称缸模型,进一步推导出比例阀简化模型的传递函数形式。在传递函数基础上建立基于模糊PID控制算法的控制策略,以比例阀期望开度与测量反馈开度的偏差及偏差变化率作为模糊控制器输入,由模糊控制器在线计算输出PID控制器3个参数增量,从而在线动态调整PID控制器参数,通过MATLAB/Simulink仿真实验,证实模糊PID控制策略优于单纯PID控制。     

电厂用低功耗阀门定位器的研制

针对阀门定位器运用必须满足本质安全防爆特性下的要求,设计了基于ARM的二线制低功耗阀门定位器。定位器采用STM32L152为核心控制器,执行部分采用I/P转换单元及三位三通阀控制阀芯动作,位移传感器测量阀位行程值^[1],算法上采用PID自整定程序完成控制参数的确定,并加用HART协议实现与手操器的通讯,最后以阀门为控制对象,通过构建对应控制系统Simulink模型对自整定PID的参数进行控制效果检测,仿真效果和现场结果均表明该智能阀门定位器调节时间短,系统的参数自适应能力和鲁棒性良好,提高了自动化控制程度,满足工业控制要求。     

高温气冷堆示范工程主给水隔离阀空化及振动风险分析

本研究为了验证高温气冷堆示范工程的主给水隔离阀运行可靠性,基于数值模拟方法开展了主给水隔离阀在100%、75%、50%、25%、10%、5%和1%等7种不同开度下的定常流动分析。结果表明,主给水隔离阀在其正常运行和正常动作过程中不会产生空化现象;但若故障使得主给水隔离阀关闭不到位、阀门处于小开度(如1%)运行时,产生空化的风险大,且局部发生的高速射流会损伤阀门密封面,引发阀门及出口管路的强烈振动。这样将严重影响主给水隔离阀及其管路系统的安全性。本研究为示范工程的安全设计和主给水系统设计提供了依据。     

基于动力学模型前馈的液压振动台控制

由于液压振动台通常存在较严重的非线性和外界干扰,传统三状态控制器设计需在跟踪精度和稳定性之间做出权衡,系统难以获得良好的控制性能。以8条液压缸驱动的冗余振动台为研究对象,建立系统运动学和动力学数学模型。利用动力学逆模型预测各伺服阀阀口开度并加以前馈,以补偿非线性因素影响,结合三状态反馈控制,实现对加速度信号跟踪。采用MATLAB/Simulink和ADAMS软件搭建控制系统模型,仿真表明,该方法可有效提高加速度波形复现精度,具有良好的控制性能。     

新型高压电-气伺服阀阀口气体射流数值研究

提出一种新型音圈马达直接驱动滑阀式单级高压电-气伺服阀,针对其工作特点及阀芯受力情况,研究高压气体流经伺服阀阀口时气体射流角。在高压电-气伺服阀中阀口上下游压力比达到临界状态时,高压气体流经较小阀口时流速可达到声速,此时高压、高速气流产生的稳态气动力不容忽视,成为影响音圈马达直接驱动滑阀式单级高压电-气伺服阀控制精度及响应特性的重要干扰力。基于气体射流理论采用计算流体动力学方法对高压电-气伺服阀内部流场进行数值模拟,分析不同阀口开度对应的射流角大小,得出高压电-气伺服阀在不同阀口开度时射流角有较大差异,小阀口开度时射流角大于69°,当阀口开度达到设计最大开度时射流角接近69°,但伺服阀在精密控制系统中主要工作在零位附近,此时阀口开度较小,因此不同开度对应稳态气动力均采用射流角为69°的经典理论计算会产生较大误差。关于阀口射流角的数值研究可为高压气动伺服阀的研制及高压气动技术的发展提供一定的理论基础。     

基于CC2530的无线阀位变送器的设计

以用于船舶压载水管系的液动蝶阀阀门位置检测装置为研究对象,提出了一种基于CC2530射频芯片的无线阀位变送器的设计方案。设计了无线阀位变送器的硬件电路,并在ZigBee协议栈的基础上完成了软件的设计。最后通过实验,验证了该变送器在阀门开度检测和数据传输等方面的性能达到了设计要求。     

重水系统优化协调控制的设计与实现

针对核电站装卸料机重水供给系统的压力控制过程复杂,操作模式变换时压力互扰大、耦合影响明显,压力流量响应过程很难取得好效果等问题,在深入分析工况的基础上对系统管网结构作了优化调整;通过设计公共母管及泄流阀旁路调节控制改善主管路串行阀进口侧的重水压力,使之有较好的稳定度。出口管路的压力控制由旁路并行阀的开度调节,开度控制采用一种基于自寻优模糊控制的策略,并以此设计了新型控制器。试验结果表明,新型控制方式具有良好的学习功能与抗干扰性能;新的装卸料机重水压力供给系统能达到输出跟随速度快、变化平稳、压差波动小,系统动、静态性能明显提高;克服了常规控制方法存在的压力响应速度慢和超调大等问题。     

基于高速开关阀理论模型的阀体流量估算方法研究

液压控制单元(HCU)是车辆制动系统的关键执行机构之一。利用液压控制单元对制动压力精确控制,是实现车辆电子稳定性控制等主动安全功能的基础。高速开关阀是液压控制单元的重要构件,通常运用脉冲宽度调制技术控制开关阀开度保持在开关位置之间,实现压力精确控制。为了深入研究高速开关阀的比例开度功能,基于开关阀的机械结构与电磁特性,建立了电磁阀的理论模型。对不同压力与阀芯开度下开关阀的流量进行了理论计算,并通过台架实验验证了理论模型的正确性,为制动压力精确控制提供了重要的理论支持。     

ABS高速开关阀液压力影响因素研究

高频小流量高速开关阀用于汽车防抱死制动系统 (ABS)增压与减压的控制,在不同温度环境下,其可靠的动态特性是ABS正常工作的重要指标。高速开关阀阀芯高频运动过程中,主要受到电磁力、液压力等因素的影响。针对液压力,建立高速开关阀不同温度、阀口两端压差、阀口开度的有限元仿真模型,分析温度、阀口两端压差和阀口开度不同时,高速开关阀液压力的变化规律。仿真结果得知,在相同的阀口开度和压差下,液压力随温度的升高而减小;阀口开度越大,液压力受温度的影响越大;同一压差和温度下,液压力随阀口开度的增大而减小。通过探寻温度、阀口两端压差及阀口开度大小对高速开关阀液压力的影响,为准确研究高速开关阀动态特性提供理论依据,从而为提高汽车ABS响应特性奠定理论基础。     

基于冗余CAN总线的船用阀门嵌入式控制系统

分析普通船用阀门控制的特点,将嵌入式微处理器技术应用于船用阀门,与工控计算机一同构成基于冗余CAN总线的船用阀门控制系统。控制系统由上位机与基于嵌入式微处理器的船用阀门控制器组成的多个节点组成。阀门控制器具有阀门开度信号的采集、电机电流采集等功能。节点通过冗余CAN总线技术实现与上位机的通信,便于实现船用阀门系统的闭环控制。文章详细介绍了控制系统的硬件和软件设计。     

油气弹簧阻尼阀疲劳失效成因分析与试验研究

针对自主研发的油气弹簧在跑车试验时节流阀片受冲击失效的现象,运用水击理论对其成因展开分析研究,建立阻尼阀物理模型,给出线性关闭状态下阀门开度随时间变化的方程,通过解偏微分方程的特征线法,创建阻尼阀非瞬时启闭水击数学模型;编程分析节流阀片处常通孔结构参数对阻尼阀所受瞬态冲击的影响规律,得出增大常通孔面积可减小阀门所受冲击的结论,同时开展阻力特性试验。得出的结论可以作为阻尼阀的设计参考,避免阀片断裂的再次发生。     

结构参数对提升阀性能的影响

针对电站锅炉中蒸汽吹灰器低能耗、高效率的要求,基于浸入实体方法,研究了提升阀阀座入口收缩角α及出口扩大角β对提升阀开启过程动态特性的影响,获得了不同收缩角及不同扩大角所对应的流量特性曲线。结果表明：α由20°增大至50°时,阀门小开度下的出口流量增加了23%;β由0°增大至15°时,阀门大开度下出口流量增加了56%;结构允许范围内,增大收缩角可提高阀门小开度下的流量,增大扩大角可提高阀门大开度的流量。