开关先导型超高压气动减压阀原理与特性研究

设计了一种开关先导型超高压气动减压阀.该阀设计输入压力为35 MPa,输出压力为4～25 MPa.采用电反馈闭环控制,主阀采用活塞式结构,先导阀由两个电磁开关阀构成.建立了系统的非线性数学模型,分析结构参数和控制参数对系统动态特性的影响,利用Matlab进行了仿真,并在测试平台上对该减压阀的特性进行了实验,得到了减压阀的特性曲线.仿真和实验结果表明,该阀在设计压力范围内具有良好的压力特性;调压腔的体积和进排气气阻是影响阀动态特性的重要因素;增大调压腔的体积或增大进排气气阻可减小输出压力振动幅度、提高输出压力精度,但系统的反应时间变长     

新型气动比例压力阀的建模研究与特性分析

为满足电-气比例/伺服系统的应用需要,设计一种由比例电磁铁、活塞式阀芯及两位三通的阀体构成的直动式气动比例压力阀,并建立该比例阀的非线性数学模型.对于比例电磁铁,采用集总参数模型来描述电磁特性,模型参数由FEM分析得到.结合机械及气路的物理特性,分别对上、下阀芯的运动特性、阀体内的气体流动及热力学过程进行建模分析,保证了上、下阀芯的运动独立性.通过仿真对下阀芯的黏性摩擦系数、反馈通道的直径以及气源压力等影响比例压力阀的压力响应特性的因素进行分析,并设计一种比例压力阀的性能测试系统以验证模型的正确性.仿真与实验结果呈现良好的一致性,模型能够预测不同阶跃输入信号下该比例阀的压力响应过程.     

压电作动器驱动两级电液比例减压阀设计分析

针对以往采用压电作动器的减压阀必须采用压力传感器的不足,提出一种先导式比例减压阀.该阀采用压电作动器控制先导阀阀口开度,与先导供油器的固定节流孔形成分压作用,实现对先导压力的控制,进而控制主阀实现对主阀出口压力控制.对减压阀进行结构和原理分析,建立数学模型;用Simulink仿真分析结构参数对静动态特性的影响.采用调零弹簧将最低可控压力向下扩展到0;设计三台肩式阀芯结构,通过流场分析验证了该结构有效地减小液动力;根据仿真结果选择恰当的反馈阻尼孔尺寸,保证减压阀的动态特性.所设计的减压阀无须测量压力并闭环即可实现减压功能,具有良好的调压范围、调压精度,能实现快速稳定动态响应.     

应用出口压力直接检测和级间动压反馈原理的比例减压阀的研究

所研究的比例减压阀应用了“出口压力直接检测反馈”原理,使阀的主要稳态性能指标比传统阀有数倍提高;同时应用了先导级和主级之间的“级间动压反馈”原理,提高了阀的稳定性。 本文对应用新原理的减压阀和传统型式减压阀的控制原理进行了对比,介绍了阀的试验结果及与传统阀特性的比较,给出了动态性能计算机仿真结果。 该阀的应用可显著提高主机的控制性能,具有较好的实际应用前景。     

气动人工肌肉关节的建模与仿真

为降低传统气动系统的成本，设计了气动人工肌肉(PMA)驱动的单自由度(DOF)运动关节系统.在研究PMA和脉宽调制(PWM)高速开关阀特性的基础上，建立了系统的多输入4阶仿射非线性数学模型.仿真分析了系统在不同输入控制量下的静、动态输出特性，并分别研究了摩擦力、负载、气源压力和工作容积4个主要因素对系统特性的影响.仿真结果表明，该系统开环稳定，且不论摩擦力存在与否，系统输入输出都存在着良好的静态线性关系，但静摩擦力影响稳态输出值，增加负载或减小气源压力都将引起系统超调和震荡加剧，而减小PMA内部的工作容积可以提高系统响应.     

气动钉枪的数学建模与仿真研究

为研究气动钉枪内部动态特性,运用变质量气体热力学理论建立了气动钉枪工作过程的数学模型,模型以气缸壁及枪体所围成的容积作为控制容积,应用了热力学第一定律和牛顿第二运动定律.在该模型基础上,分析了气动钉枪内部参数的相互作用,建立了动态特性微分方程组.利用四阶定步长龙格 库塔方法求解方程,得出了气动钉枪内部各腔室压力以及冲击活塞速度、位移随时间的变化情况,并对曲线的变化趋势进行了理论分析.仿真结果表明,气动钉枪活塞的冲击运动具有一个速度峰值,通过仿真计算可以设计出合理的结构,以获得最大冲击功.     

时变参数气动系统自适应控制的仿真研究

基于δ－ＭＲＡＣＳ离散控制理论,构成一阶自适应控制器,对时变参数气动系统进行大量的仿真试验研究,考察在强模型化误差下自适应参数的变化对系统动态特性的影响,给出使系统输出为最优状态下的自适应参数的取值范围,为进一步研究提供理论依据。     

滑阀先导式高压气动减压阀间隙泄漏特性研究

针对高压气动减压阀中滑阀式先导阀的缝隙泄漏,建立了考虑泄漏影响的数学模型,对减压阀工作条件和先导阀结构参数等影响因素进行了仿真.结果表明,降低减压阀输入压力、提高输出压力以及提高先导阀节流窗口宽度比等都能有效减少泄漏,仿真分析了泄漏对减压阀压力响应的影响,结果表明,泄漏能提高压力响应速度,但增大了压力超调且降低了压力稳定性,严重时还能导致振荡.仿真结果对于减压阀优化设计及其合理应用有较大参考价值.     

气动矛系统性能仿真分析

分析气动矛系统的结构及工作原理,在建立气动矛系统工作状态下动力学仿真数学模型的基础上,利用MATLAB软件对Hammerhead12"型气动矛进行仿真,并对影响气动矛系统性能的各因素进行仿真分析,研究气动矛性能与各影响因素的关系。分析和研究结果可为气动矛的设计提供参考.     

浮选过程模糊控制器比例因子的仿真研究

分析了浮选过程模糊逻辑控制器的模型及其比例因子对控制器性能的影响，控制器仿真试验证实了这些理论分析。仿真结果表明，比例因子在浮选模糊逻辑控制器的设计中起着非常重要的作用。     

Multi-domain modeling and simulation of proportional solenoid valve

A multi-domain nonlinear dynamic model of a proportional solenoid valve was presented. The electro-magnetic, mechanical and fluid subsystems of the valve were investigated, including their interactions. Governing equations of the valve were derived in the form of nonlinear state equations. By comparing the simulated and measured data, the simulation model is validated with a deviation less than 15%, which can be used for the structural design and control algorithm optimization of proportional solenoid valves.     

纯水比例溢流阀控制特性与补偿方法的研究

为了改善纯水比例阀的静动态控制性能,以TIEFENBACH的PDBV型三级座式纯水比例溢流阀为对象,研究阀的控制特性与补偿方法.阀的结构分析和静态比例调节特性试验表明,阀的开环静态特性滞环和死区大,线性可控性差;直接闭环控制的稳定性差,极易产生入口压力振荡.根据阀的开环静态特性试验结果,基于线性拟合建立了分段线性化的迟滞逆模型,并用于阀的前馈控制回路.阀控制特性的补偿效果试验结果表明:阀的前馈静态迟滞补偿大大减小了滞环和死区,提高了线性度,但是在正阶跃响应下易产生大幅超调和压力冲击.在直接前馈补偿中加入单边脉冲反馈的控制方式,可以基本消除超调现象.迟滞补偿对阀的非线性的有效改善,提高阀的控制性能,进一步扩大了水液压比例压力控制技术的应用.     

Self-adaptive correction of clutch control with proportional valve

A new method for self-adaptive correction of the clutch proportional valve by Lyapunov stability function is proposed. Compared with displacement curve of hydraulic control cylinder under standard load, pulse width modulation (PWM) voltage imposed on clutch proportional valve is corrected according to the error to improve the consistency of the clutch control system in the process of clutch engagement. Computer simulations are conducted with this self-adaptive correction method by establishing the clutch control system model and results indicate that the principle of the method is correct. The flow rate variation obtains effective restraint which is caused by clutch control system characteristic of different vehicle under constant PWM voltage.     

压力跟踪阀建模、仿真与试验研究

在应用减振技术的大型液压装备中常常需要实现弹性元件内压力对执行器内压力的跟踪,以保证弹性元件与执行器接通时系统的平稳.为了简易、安全并可靠的实现这一功能,设计了一种压力跟踪阀,建立相应的数学模型及AMESim仿真模型.对阀的反馈环节进行分析并考察阀芯作用面积、阀口开度和阻尼器阻尼对阀动、静态特性的影响.当阀芯直径为16mm、阻尼孔直径为1mm且为零开口阀时,压力跟踪阀具有较好的动、静态特性.搭建相关试验台进行试验验证,结果表明:压力跟踪阀可以较好地实现压力跟踪功能,压力跟踪误差可控制在0.1MPa左右且压力跟踪稳定.应用了压力跟踪阀的系统可以有效的实现弹性元件与执行器之间的平稳切换.     

Pneumatic resistance network analysis and dimension optimization of high pressure electronic pneumatic pressure reducing valve

The structure and working principle of a self-deigned high pressure electronic pneumatic pressure reducing valve (EPPRV) with slide pilot are introduced.The resistance value formulas and the relationship between the resistance and pressure of three typical pneumatic resistances are obtained.Then,the method of static characteristics analysis only considering pneumatic resistances is proposed,the resistance network from gas supply to load is built up,and the mathematical model is derived from the flow rate fo...     

同轴式电液比例流量阀动态特性

介绍了同轴式电液比例流量阀的动态模型,理论分析及实验研究,理论分析与实验结果一致,为今后阀的设计与优化建立了基础。采用流量反馈及前向通道的ＰＩＤ调节有效地改善了阀的动态性能,与传统同轴式电流比例流量阀相比频宽拓宽了２倍。     

气动比例阀的死区补偿与仿真

针对气动比例阀的死区产生机理及对系统控制性能造成的不良影响,提出了1种新的对比例阀的死区进行补偿方法.首先分析了比例阀的摩擦力是造成其死区的主要原因,并利用神经网络控制对比例阀摩擦力进行软件补偿,消除了比例阀死区对系统稳定性的影响.并通过系统仿真研究,证明该控制方法用于气动比例阀死区补偿的正确性和有效性.该补偿方法具有较高的工程应用价值.