新型高精度大通径电液比例调速阀的研究

针对现有大通径电液比例调速阀控制精度不高的不足,根据压差-电气-面积补偿原理,采用先导式阀体结构形式,设计了能对大流量进行精确控制的电液比例调速阀,测试并分析了新阀的性能。     

基于双线性插值控制策略的比例流量阀特性研究

当前液压调速阀通常采用机械式压差补偿器或动态流量器等方式实现输出流量的精确控制,但存在机械结构复杂、通流量小,以及输出流量受负载影响大等不足。提出一种基于双线性插值的流量补偿策略,并将该策略应用到以Valvistor阀为主阀的比例流量阀中,形成具有数字流量补偿功能的比例流量阀,其包括主阀、先导阀、压力传感器和流量补偿器,压力传感器的作用是检测反馈主阀进、出口压力;流量补偿器以主阀进、出口压力和设定流量为输入变量,经双线性插值计算后,流量补偿器输出流量校正控制信号,调节先导阀开口以补偿主阀口压差变化对输出流量的影响,从而实现流量的精确控制。建立该比例流量阀的简化数学模型（不考虑流量补偿器）,研究发现输出流量、先导阀输入电压与主阀压差平方根之间存在着线性关系,基于此特征,设计基于双线性插值算法的流量补偿器,并利用仿真和试验对该流量阀的动、静态特性进行研究;结果表明该流量阀输出流量具有良好的静态控制精度且受主阀压差变化的影响较小;若主阀口压差越大,则主阀芯动态响应会越快;对于由负载压力阶跃变化产生的主阀压差而言,若主阀压差越大,则系统流量抗干扰能力随之减弱。     

先导流量压差变化-位移校正电液比例阀特性

比例流量阀可根据设定信号连续比例控制执行器的速度或者转速,是重要的电液控制元件,广泛应用于各类电液系统。传统电液比例流量阀为消除负载压力变化对流量的影响,需要采用压差补偿器或流量传感器,增加了阀结构的复杂性和体积,并引起附加的节流损失。针对这些问题,根据Valvistor阀的流量放大特性,提出基于先导流量压差变化-位移校正、主阀流量放大的新型电液比例流量控制原理,该方法根据压力传感器检测的先导阀口压差实时校正先导阀芯位移,并通过主阀线性放大先导阀流量。研究中,建立新型比例流量阀的数学模型,推导得出基于补偿原理的控制策略;进一步建立阀的仿真模型,对比分析补偿前后比例流量阀的静动态特性;设计制造试验样机,通过试验验证了所提原理的可行性。测试结果表明,采用该原理可消除主阀口压差变化对输出流量的影响,动态响应快,特别适用于大流量的电液流量控制。     

基于数字补偿器的比例调速阀特性仿真

现有的比例调速阀通过数字流量补偿方案对流量进行控制,已具有良好的等流量特性。但出现负载扰动时,存在阀芯响应速度慢,流量超调大的问题。结合广义预测控制理论和压差前馈控制理论,设计了一种新型数字补偿器,实现对比例调速阀输出流量的精确控制。首先针对负载扰动引起调速阀性能下降的问题设计了压差前馈控制器,通过对扰动量的补偿减小阀芯冲击;然后依据广义预测控制原理设计流量跟踪控制器,实现阀芯快速的动态响应。利用AMESim与MATLAB/Simulink搭建联合仿真模型,对该阀动静态特性进行分析。仿真结果表明:在负载阶跃时,该阀响应速度快,流量超调小,抗负载干扰能力强,具有较高的静动态特性。     

基于补偿压差可调的多路阀流量控制特性研究

现有多路阀采用压力补偿器补偿载荷差异,受补偿器弹簧力、液动力等因素影响,补偿压差Δp和阀口流量系数C_d不能维持定值,导致多路阀流量控制精度较低。为此,提出多路阀补偿压差调控原理,设计了比例减压阀控制补偿压差方案,实时调控多路阀补偿压差,提高流量控制精度,同时还可以改变多路阀流量增益,实现小压差下执行器的精细动作和大压差下执行器的快速响应。首先理论分析比例减压阀控制的补偿器阀芯受力关系,进一步根据真实结构参数,在Simulation X平台中建立了补偿压差可控多路阀多学科联合模型,对多路阀的压差调控特性和流量特性开展研究。结果表明,设计的补偿压差可控型多路阀,能够在0～4 MPa范围内实时调控多路阀补偿压差,阀口流量呈非线性变化;0.5 MPa和4 MPa补偿压差下,多路阀流量可变为额定流量的48.6%和146%;进一步通过对压力补偿器阀芯液动力的预估补偿,提高了多路阀的流量控制精度。     

用单片机和比例溢流阀实现负载传感控制

介绍应用单片机8098和“流量—压差变化—位移校正”原理控制比例溢流阀排油流量实现负载传感的方法。该方法使只能控制系统压力的比例溢流阀具有三通比例流量阀和比例溢流阀两个阀的功能,且比采用三通比例调速阀的系统节能效果更好。     

采用流量位移力反馈新原理的电液比例调速阀

在采用流量位移力反馈新原理的流量控制元件出现以前的各式调速阀,一百余年来尽管在结构上有了很多改进,但其基本原理却一直沿用至今,即由定差减压阀控制节流器前后压差近似不变,而由改变节流器的开口来调节流量的原理。图1为其典型工作原理图。图2为其方框图。这是一种间接控制方式。尽管减压阀含有压差闭环补偿,但对流量参数而言,仍是开环控制。这种阀存在着根本性的缺陷:1.对于直接作用式调速阀,由定差减压阀所控制的节流阀前后压差△P不可能保持恒定,静态调节偏差是不可避免的,即等流量特性差。图3就是西德某公司这类产品的性能实例。2.此类调速阀在未加入压力差时,减压阀控制液阻很小,弹     

调速阀外控恒压结构优化设计及仿真分析

传统调速阀利用压力补偿作用来保持其节流口前后的压差不受负载变化的影响,进而稳定流量,然而其压差受到补偿弹簧压缩量的影响并非绝对的恒定值,对于速度控制精度要求高的场合,传统调速阀的性能就无法满足其要求。鉴于此,设计了一种外控恒压调速阀,对阀的动态特性进行了分析,推导建立了系统的数学模型,利用AMESim仿真软件建立了仿真模型,对比分析了两种阀控液压回路流量稳定特性。仿真结果表明,外控恒压调速阀对系统流量稳定性的提升有显著作用。     

一种新型复合电液比例阀

目前,电液比例阀在注塑机以及其它领域得到广泛应用。我厂根据本地区情况,研制并开发了复合型电液比例阀。此阀在液压系统中起到了流量、压力双控制作用,可作为一种电液控制元件,用于各种液压控制系统。它除具有双重控制作用外,还具有节省能量、限压以及温度补偿等功能,起到一阀多用的效果。在液压控制系统中可取代多个溢流阀和流量控制阀。工作原理及结构从简化原理图可看出,阀内部基本上是由两部分来分别控制流量和压力。流量控制部分由大位移比例电磁铁控制的直动型节流阀和一个三通压力补偿阀。压力补偿阀用以检测节流阀进出口压差,实现流量的恒定。另一部分是一个较小功率的比例电磁铁,控制一个先导压力阀并带动主阀进行压力控制。此主阀与前面提到的三通压力补偿阀是一体的,因此压力阀控制了流量阀的出口压力,而流量阀因为有了压力阀的补偿作用,其输出     

基于AMESim的压力-流量复合阀静特性研究

介绍了一种压力-流量复合阀,它应用压差式溢流阀稳定主阀工作状态,采用可变阻尼器与固定阻尼器串联而成的半桥式结构控制负载流量和压力。通过AMESim建模、仿真,结果表明,该阀的流量、压力控制特性良好,结构简单,其压力、流量与阀芯位移线性相关性较好。     

液压式静强度试验机的新构思及实现

提出一种液压式静强度试验机的新构思,应用传感器及计算机技术,以一只比例节流阀为控制器构成微机控制电流系统,具有压力控制及速度控制双重功能,并在传统的液压式压力机有万能材料试验机上获得了良好的试验结果,理论和试验两方面表明：这种新构思可广泛用于各种液压式试验机上,使之赋予应力速率及应变速率控制功能,达到现代强度检测的要求。     

新型矿用比例方向阀动态特性及控制方法分析

适用于液压支架的比例方向阀代替现有的开关型方向阀,是液压支架智能化的重要组成部分。提出了一款适用于液压支架系统的比例方向阀方案,其兼有手动开关控制模式和电液比例控制模式,建立了其数学模型和仿真模型,分析了其动静态特性。研究表明:主阀进液阀芯位移与输入信号占空比呈线性反比例关系;合理设计反馈槽宽度和进液阀芯面积比可以提高阀芯的响应速度;当仅有液压反馈时,进液阀芯位移仍受控于输入信号,避免了因传感器失效对控制系统造成的灾难性事故的发生;通过增加电反馈与原有液压反馈构成双反馈控制的方式,大幅提高了阀的响应速度、线性度、滞环等特性。     

液压混合动力汽车自动怠速系统控制策略

为使串联式液压混合动力汽车在自动怠速时节能减耗,提出一种采用电液泵结合蓄能器的自动怠速系统。介绍了该混合动力汽车及电液泵的结构与原理,且分析了电液泵在油温48 ℃、转速4000 r/min、压力30 MPa时的油隙损耗和总效率,结果证明,该泵比发动机-泵组有更低的机械损耗和更高的总效率。通过建立分段控制策略,充分利用蓄能器作为应急能源可在短时提供动力的特点,并结合所搭建试验平台进行节能试验研究,结果表明,采用电液泵结合蓄能器的自动怠速系统,在分段控制策略下,比发动机-泵组自动怠速系统的效率提高了5%左右。     

泵控式带钢纠偏伺服系统动态特性研究

常用的带钢纠偏系统为阀控缸电液伺服系统,存在维修成本高、系统发热量大、故障率高等问题。论文提出采用直驱式电液伺服系统代替带钢纠偏系统中的阀控式电液伺服系统,采用永磁式同步电动机代替电液伺服阀作为带钢纠偏控制系统的控制元件,设计出了永磁式同步电动机驱动定量泵直接控制液压缸的电液伺服控制系统,利用Matlab/Simulink仿真分析系统的稳定性和动态特性,结果表明,该系统满足带钢纠偏控制对稳定性、响应快速性的要求。     

冷轧AGC系统力马达伺服阀结构和原理分析

冷轧薄板生产中厚度控制是一关键技术，液压伺服系统越来越被广泛的应用在厚度自动控制（AGC）中，电液伺服阀是伺服系统中最重要、最基本的组成元件。本文分析介绍了某冷连轧机组AGC系统采用的新型力马达伺服阀结构和原理，指出了这种新型伺服阀的优点和先进之处。     

一种直动式电液伺服阀的驱动装置研究

该文涉及一种耐高污染直动式电液伺服阀的驱动装置,属于机电一体化范畴的电动―液压自动控制系统领域。耐高污染电液伺服阀具有响应速度快,不会堵塞,坚固耐用的特点。该文从贴近实际使用角度出发介绍了一种全新设计的、简化的直线驱动装置的机械和电器结构。     

液压马达变负载恒速控制动态特性对比

对比分析了液压马达变负载恒速控制的3种形式:变转速电机控制、比例阀控制、比例泵控制。针对每种控制形式的控制方法和特点,分别建立了3种恒速控制形式的数学模型,并对其响应特性作出预测。通过实验得到3种控制形式的动态响应曲线,对比发现阀控系统超调量最大,响应时间最短;泵控系统超调量最小,响应时间最长;变转速电机响应特性处于两者之间。基于PID控制对3种恒速控制动态特性进行了对比,有助于液压马达在不同工况要求下选择不同的恒速控制模型。     

适用于中小型水轮机调速器的液压控制系统

该文介绍了一种适用于中小型水轮机调速器的液压控制系统，它由电磁方向阀和电液比例阀构成的并联系统完成自动调节控制。此系统采用标准液压元件，结构简单，维护方便。实验证明它能完全满足水轮机调速器液压控制系统的各项要求，并且由于采用开关阀和比例阀，大大提高了系统的抗油污能力，使系统可靠性增加。     

液压绞车电液比例伺服控制系统仿真研究

分析了电液比例伺服阀的特点及电液比例伺服阀控变量泵容积调速系统的工作原理。利用AMESim软件,建立了液压绞车电液比例伺服控制调速系统的仿真模型。利用该模型对系统的性能进行了仿真研究,表明该调速系统具有很好的速度跟踪特性,较高的速度控制精度以及较好的系统工作稳定性。