基于电流调制的电磁开关阀开关特性研究

电磁开关阀是阀控液压系统中重要的基础流控原件，其开关特性决定系统整体性能。传统驱动方式下，阀芯位移响应滞后于励磁驱动电流，阻碍频响的提高。提出通过建立位移反馈提升阀芯在阶跃励磁电流作用下的电磁力的响应特性，进而提升电磁阀位移频响的方法。对二位二通电磁开关阀建立了动力学与电磁学方程，搭建了阀芯电磁-动力学关键参数测量装置。试验验证了试验装置可行性并获得了阀芯位移响应的开环传递函数。结合试验数据，在Simulink中搭建了反馈对电磁开关阀开关特性影响的验证系统。仿真结果表明，通过利用电磁阀位移反馈，阀芯位移对励磁线圈的阶跃响应改善显著，响应时间相比开环阀芯驱动缩短了近53%。     

新型大流量高水基电液比例换向阀的设计和研究

针对煤矿井下液压支架系统液压冲击大的问题,设计了一款新型大流量高水基电液比例换向阀。介绍了所研制的电液比例换向阀的结构及工作原理,并利用AMESim仿真软件搭建了该阀的仿真模型。研究表明,在斜坡信号输入的情况下,该阀能实现正常换向且主阀口开口大小与输入信号成正比例趋势;在阶跃信号输入的情况下,验证了阀的稳定性并分析了阻尼孔和主阀芯末端锥度对阀性能的影响,发现设置合适的阻尼孔直径有利于提高阀的响应速度,合理选择主阀芯末端锥度大小可以提高阀的稳定性。     

新型比例方向阀动态特性仿真研究

根据位移-先导流量反馈原理设计出一种新型三位四通比例方向阀,使新阀具有既可闭环控制,又可开环工作的容错控制功能。通过对整阀模型的线性化处理推导出一阶动态数学模型,分析了节流槽面积增益、阀芯面积比和阀口压差对系统转折频率的影响。利用多学科仿真软件SimulationX中的标准元件库和类设计器工具TypeDesigner建立了阀的液压系统模型,分别在时域和频域中对电闭环阀的动态阶跃响应和频率响应特性进行分析,对比仿真了不同阀芯面积比和节流槽面积增益对动特性的影响。研究表明:新的流量反馈型比例方向阀具有较高的闭环响应带宽和能量效率。     

基于双线性插值法的比例方向阀死区补偿方法

为解决比例方向阀死区引起的流量非线性等问题,常常采用智能控制算法和死区补偿相结合的方法,这些方法往往都依赖于阀芯位移传感器和精确的比例方向阀模型,而对于无位移传感器的比例方向阀则无法应用,因此针对无位移传感器的比例方向阀,设计了能够不依赖位移传感器而进行死区补偿的双线性插值补偿策略。自研发的控制器采集压力传感器获取的进、出口压力值和输入电压值,进行双线性插值计算后输出校正后的电压值,以校正后的电压值代替输入电压值调节比例方向阀阀口开度以补偿死区,从而解决由死区引起的流量非线性等问题。试验结果表明,该死区补偿方法,可有效地减小无位移传感器比例方向阀的死区和滞环。     

常闭式高速开关阀设计与动态性能分析

设计了一种常闭式高速开关阀,利用Ansoft软件分析了线圈输入电流和阀芯位移对高速开关电磁铁的动态响应特性的影响;采用ANSYS仿真软件分析了阀口流场的压力和速度分布特性;讨论了复位弹簧的预压缩量、弹簧刚度及线圈匝数对阀芯动态性能的影响;所设计的高速开关阀的最大响应时间为9 ms;通过对ABS一个工作周期的分析证明,所设计的高速开关阀具有较高的响应速度,能够满足ABS的工作要求。     

基于STM32单片机的气动比例方向阀控制器

针对气动比例方向阀控制器设计问题,提出了一种基于STM32F103单片机的新型数字式比例控制器.介绍了内嵌霍尔位置传感器的气动比例方向阀的工作原理,提出了STM32F103单片机比例控制器信号调理和电磁铁驱动等硬件电路方案,设计了带有抗积分饱和的数字PID控制算法,并在气动比例方向阀上对该数字控制器样机进行了试验研究.试验测试结果显示,该数字比例控制器能够对比例阀阀芯位置进行闭环控制,位移调节呈现良好的线性.阀芯的全行程响应频宽可达70 Hz,接近伺服阀水平.     

用于自动变速器换挡控制的比例方向阀研究

该文提出一种位移-电反馈直控式电液比例方向阀, 该阀是由单比例电磁铁直接控制的滑阀式方向阀, 通过位移传感器和控制器构成的闭环电反馈控制以满足控制精度要求。基于SimulationX的平台上建立了比例方向阀的一维模型,同时基于PRO/E建立阀的CAD模型。通过在SimulationX中建立的多体动力学模型,将比例方向阀的一维液压模型和三维多体动力学模型进行联合仿真分析研究,得到相关数据,为换挡控制的液压设计提供了参考。     

滚珠丝杠压扭型2D电液比例方向阀动态特性研究

提出了一种滚珠丝杠型压扭联轴器,该联轴器能将输出力放大约20倍,有效地解决了因比例电磁铁磁饱和造成直动比例方向阀无法实现大流量的问题。该联轴器将2D方向阀和比例电磁铁相连接,利用压扭放大驱动技术,将电磁力转化为阀芯左右两端不平衡的液压力,以克服摩擦力、卡紧力和液动力等非线性因素的影响。对主阀P-A处与导控级的压力分布和流场分布进行了仿真分析,理论与实验研究表明：压扭联轴器有效地放大了电磁力,在流量约为210L/min的情况下,阀的阶跃响应约为0.35s,该阀-90°频率为4Hz左右。叠加一定颤振对改善阀的阶跃响应不明显,但能较好保证阀芯位移与电磁铁位移之间的跟随性。     

基于GMA的液压高速开关阀特性分析

设计了基于GMA的液压高速开关阀,针对所设计的高速开关阀进行了静动态特性研究,建立其数学模型,通过数字仿真表明新型高速开关阀的开关时间为1.7 ms和1.9 ms,空载流量达20 l/min以上,并且分析了各参数对高速开关阀的性能影响,得出等效质量越大,阀芯开启上升时间越快,阀芯位移波动现象越严重;黏性阻尼越大,阀芯开启时间越慢,但阀芯位移波动越小;线圈参数对高速开关阀的开关时间影响很大,相同电阻时线圈时间常数越小,则阀芯开关时间越短,反之则越慢。     

基于AMESim的高速电磁开关阀动态特性研究

根据高速电磁开关阀机电液结构,采用AMESim建立了高速电磁开关阀仿真模型,基于该模型对高速电磁开关阀在PWM信号下进行动态特性仿真,通过PWM信号、电流、阀芯位移间的动态响应关系,分析了脉冲调制(PWM)控制信号对高速电磁开关阀动态特性的影响,对从信号控制方面改善高速电磁开关阀性能提供理论基础。     

全液压矫直机阀控缸系统的建模及实验分析

为了使全液压矫直机的液压伺服系统控制更精确、系统更稳定,从工程实际出发,以阀芯控制电压为输入信号,液压缸位移为输出信号,建立了基于高频响非对称比例伺服阀控制非对称缸的数学模型,并且通过仿真分析和实验室应用,验证了该系统模型的正确性。     

直动式高频响比例阀位置控制研究

为了提高比例换向阀的频响和位置控制精度,以直动式电液比例方向阀为研究对象,建立比例阀的非线性数学模型,并结合工程实际,分析比例阀的非线性特性.采用LVDT观测阀芯的位移变化,提出了一种基于前馈补偿的控制方法,并通过AMESim仿真验证该方法的有效性.该控制方法的提出将有助于提高电液比例阀的频响和控制性能,并进一步提升高...     

基于AMESim的高速开关阀动态特性仿真研究

以某型号电子限滑差速器中的无复位弹簧式高速开关阀为研究对象，分析了该高速开关阀的结构及工作原理，并建立了机、电、磁、液等各个耦合部分的数学模型。运用AMESim建模仿真平台建立高速开关阀的阀芯位移动态响应模型，基于该模型对高速开关阀在一定PWM信号下进行动态时间响应特性仿真，分析了阀芯质量、驱动电压、黏性阻尼系数等参数对高速开关阀阀芯位移响应时间各个阶段的影响，通过仿真结果分析了响应时间滞后的原因，并从提高阀芯响应时间方面提出参数优化调整建议。     

三芯随动式水基比例阀位置跟随特性

高压大流量水基比例方向阀是煤矿液压支架实现智能化的核心控制元件，关系到整个工作面的精准控制效果和支护安全性。提出一种新型三芯随动式水基比例阀，解决现有水基比例阀难以满足液压支架高压大流量工况及难控制的问题。通过理论分析、AMESim建模仿真及试验对比的综合分析方法，验证三芯随动原理的可行性，探索该阀的位置跟随特性。结果表明：新型水基比例阀具备快速响应能力，额定工作条件下的全行程阶跃响应开启时间为84 ms，关闭时间约为35 ms；斜坡连续控制时，摩擦效应导致三芯随动机构位置跟随效果不佳，小阶跃步进控制能较好克服摩擦效应，使比例阀展示良好的位置跟随特性。研究成果为液压支架高压大流量水基比例阀设计提供参考，同时丰富了水基比例阀类型。     

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。     

一种用于自动变速器的比例电磁阀研究

介绍一种用于自动变速器的比例电磁阀结构,研究比例电磁阀的分析、设计方法及其稳态和动态特性。在结构分析的基础上,分析其工作原理,将比例电磁阀分为电场、磁场、机械和流体四部分,分析这四部分的内在耦合关系。建立各个部分的动态特性数学模型并进行耦合仿真分析,对比例电磁阀电磁特性进行研究,通过与试验结果对比,初步验证耦合仿真模型的正确性。 通过计算分析电磁阀内部参量的动态变化特性,为优化电磁阀设计奠定基础。在液压部分中,进油口采用球阀,排油口采用喷嘴挡板阀,通过控制排油口的开度可以进行流量控制,间接控制油压输出。在比例电磁阀开启时,电磁力与弹簧力的总和与球阀的液压力相平衡的工作模式,使该比例电磁阀具有开关响应快、输入电流与输出油压线性关系好的特点。研究结果表明,该比例电磁阀阀芯位移0.2 mm ,开启响应时间在2 ms以内,油压建立在4 ms以内,适用于自动变速器换挡执行回路中。     

基于速率观测器的挖掘机器人时延鲁棒控制研究

在挖掘机器人运动控制中,控制元件比例阀在零位存在较大的死区,驱动元件非对称液压缸为非线性系统,使得对铲斗关节实现高性能位置伺服控制难度很大．提出一种基于局部线性化模型的时延鲁棒控制方法;考虑到编码器测量精度较低,对液压缸位移及速率信号提出一种在线鲁棒估计方法,通过对扰动输入的补偿来减小估计误差;提出一种新型的比例阀死区补偿策略,依据参考模型位置输出对比例阀零位进行切换,既不牺牲系统的动态品质,又能有效避免比例阀阀芯的频繁切换．计算机仿真结果表明,这一方法对外部力扰动和参数变化均具有很强的鲁棒性,且新型速率观测器和比例阀死区补偿环节能明显增强液压系统输出的平稳性．