(Φ)6通径2D数字阀高频电-机械转换器的研究

为提高数字伺服阀的频率特性和响应速度,对弹射系统用(Φ)6通径,2D数字阀选用低惯量的两相混合步进电机作为其电-机械转换器,介绍了其工作原理并设计了2D数字伺服阀专用DSP控制器,用电流和位置双闭环算法对其性能进行了实验研究.实验结果表明,该电-机械转换器在幅值100%最大阀开口的阶跃信号输入下,上升时间为5 ms;正...     

Φ6mm通径2D数字伺服阀的实验研究

针对2D数字伺服阀静动态特性可能存在的不稳定问题,分析了2D数字伺服阀的结构、工作原理及抗污染能力。并在此基础上,设计并搭建了测试实验平台,在额定压力21MPa时,对5只额定流量为50L/min的通径6mm的2D数字伺服阀进行了静动态特性实验研究。研究结果表明:5只2D数字伺服阀滞环都小于5.7%,-3dB处幅频宽至少可达70Hz(25%额定流量),阶跃响应上升时间至少可达8.8ms;5只6mm通径2D数字伺服阀均具有较理想的静动态特性和良好的加工一致性,不存在静动态特性不稳定的问题。     

6 mm通径斜槽型2D数字伺服阀的实验研究

针对斜槽型2D数字伺服阀静动态特性可能存在的不稳定问题,分析了斜槽型2D数字伺服阀的结构、工作原理及抗污染能力;并在此基础上,设计并搭建了测试实验平台,在额定压力21 MPa时,对5只额定流量为50 L/min的通径6 mm的斜槽型2D数字伺服阀进行了静动态特性实验研究。研究结果表明:5只斜槽型2D数字伺服阀滞环都小于5.7%,-3 d B处幅频宽至少可达75 Hz(25%额定流量),阶跃响应上升时间至少可达9 ms;5只6 mm通径斜槽型2D数字伺服阀均具有较理想的静动态特性和良好的加工一致性,不存在静动态特性不稳定的问题。     

2D伺服阀控单出杆缸的实验研究

为了研究2D伺服阀控制液压单出杆缸位置闭环系统输出对输入的响应特性,设计了2D阀控单出杆实验的原理和结构及其同步电液数字伺服系统,并在此基础上完成2D阀控单出杆的稳定性分析和响应特性分析的实验研究。实验结果表明对2D阀控单出杆缸位置闭环实验,当输入信号幅值为0.1 V（8 mm）时,阶跃响应的上升时间为1.2 s,调整时间为2.5 s,系统稳态误差为0,-3 dB时对应的频宽为5 Hz。     

2D数字伺服阀

2D数字伺服阀的阀体部分采用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转换为阀芯轴向运动,实现伺服阀液压功率放大,并利用步进电机驱动阀芯在一定的角度范围内运动实现电-机械信号的转换作用。为了保证步进电机作为电-机械转换器具有较高的响应速度和定位精度,应用DSP设计了一种嵌入式数字阀专用控制器,对其进行闭环伺服控制,保证对输入信号的连续快速跟踪,以该控制思想设计的电-机械转换器实现了对步进电机的控制,其频响达200Hz以上。为了获得2D数字伺服阀的性能,建立实验平台对阀的性能进行实验研究。实验结果表明,2D数字伺服阀具有良性的静态特性,其分辨率和滞环皆在1%以内,2D数字伺服阀同时还具有良好的动态特性,在幅值25%的最大阀开口的正弦输入信号下,对应-3dB频宽约为130Hz。     

小流量2D数字伺服阀的设计与研究

针对喷嘴-挡板伺服阀抗污染能力差,射流管伺服阀频响低等缺点,提出了一种结构简单、抗污染能力强,频响高的小型数字阀—6 mm通径2D数字伺服阀。该阀由2D方向阀、传动机构和电-机械转换器组成。在分析该阀的结构和工作原理的基础上,对2D数字伺服阀的动态特性进行了MATLAB仿真。该阀的最小间隙为1.2mm,仿真结果表明:2D数字伺服阀对应-3 d B、-90°的频宽约为240 Hz。2D数字伺服阀实验研究结果是该阀对应-3d B、-90°频宽约为205 Hz。说明该阀不仅抗污染能力强,而且频响很高。     

正开口2D数字伺服阀的静态特性实验研究

为了考核2D数字伺服阀加工一致性,该文分析了2D数字伺服阀的结构和工作原理,在此基础上,对8台12.5mm通径的正开口2D数字伺服阀进行了静态特性实验研究,测试其空载流量特性曲线和零位泄漏曲线。实验表明正开口2D数字伺服阀具有理想的静态特性和较低的导控级零位泄漏,且2D数字伺服阀具有较好的加工一致性。     

1000 L/min 2D伺服阀实验研究

2D伺服阀采用伺服螺旋机构实现阀芯的角位移转换为阀芯的轴向位移。采用2D阀的结构方案实现了1000 L/min大流量阀的设计。采用步进电机作为电 机械转换器,并采用位置和电流闭环来驱动阀芯转动。为了实现步进电机输出角位移连续可控采用了步进电机连续跟踪算法的控制方法并在步进控制中引入脉宽调制控制技术,并以此为基础搭建了试验平台,设计了以TMS320F2812作为CPU的2D伺服阀控制器。在分析该阀的结构和工作原理基础上,对该阀频率响应进行实验研究。实验表明：该阀具有良好的动态特性,在幅值为25%阀满开口的正弦信号输入下,相位滞后90°对应的频宽约为50 Hz 。     

4通径2D数字伺服阀的静态特性实验研究

阐述了2D数字伺服阀的结构及工作原理,在此基础上,对4只4通径的2D数字伺服阀进行了静态特性实验研究,测试其空载流量特性曲线、零位泄漏特性曲线。     

低惯量电-机械转换器动态特性研究

设计基于DSP永磁盘式步进电机控制系统,并将该系统作为数字伺服阀低惯量电-机械转换器,采用位置和电流双闭环反馈控制研究其动态特性。实验结果表明:该电-机械转换器在100%幅值下阶跃响应达到3.5ms;25%幅0值下对应相位角滞后90°频宽达到275Hz。