阀岛技术在高压大容量试验室的应用

高压大容量试验室频繁的高电压、大电流通断试验,使试验室电磁环境复杂,不仅对搭接回路的隔离开关控制系统造成极大干扰,也对隔离开关的可靠控制提出了很高要求。分析了总线型阀岛的Profibus通信协议的可靠性和保护机制、试验室复杂电磁环境对阀岛的干扰以及各种应对干扰的处理措施,研究了在高压大容量试验室利用总线型阀岛可靠控制大量隔离开关的控制系统。根据控制对象的特殊性,设计了硬件系统和人机界面,解决了开关电器在强磁场下自动化控制困难的难题。     

一种气体压力控制方法及应用

气体压力控制具有明显的非线性和不确定性，特别是小流量压力更是难以精确控制，针对这些问题，提出了把智能控制理论应用于气压控制中，以解决非线性和不确定性问题，在执行机构中采用高速开关阀，以实现小流量压力的精确控制，最后通过对所设计的气压控制系统的实验验证，得到了满意的结果。     

基于高速开关阀的液压钻机推进系统研究

液压钻机钻孔时对推进力的控制是影响钻孔质量的关键因素,为提高钻孔质量,实现钻孔时推进力准确可调控制,提出一种基于高速开关阀控插装阀的新型推进系统.系统通过控制输入高速开关阀的脉冲宽度调制(PWM)信号,实现推进力的比例输出.利用AMESim软件搭建仿真模型,在分析高速开关阀控插装阀特性的基础上选取合适的PWM信号频率,并分析了推进系统对指令压力输入的响应特性.仿真结果表明,改进系统能够实现比例调节推进力,适度提高PWM信号频率可以改善推进力的控制性能,为钻机液压系统的进一步优化提供参考依据.     

模型预测控制模型在采煤机调高系统中的应用研究

针对目前采煤机调高系统中通常使用电磁开关阀调高,存在稳定性不高、精度欠佳等问题,以MG300/700-WD型交流电牵引采煤机为研究对象,通过在其调高系统常规模型中加入模型预测控制器,建立了该采煤机调高系统模型预测控制模型;对该模型预测控制器的采样时间和预测时域长度2个参数进行调整,可减少电磁开关阀的开关次数和工作时间,使滚筒根据目标高度进行准确实时调高。仿真结果表明,与常规模型相比,基于模型预测控制模型的采煤机调高系统在给定输入后6s左右达到稳定,减少了电磁开关阀开关次数,超调量降低了28.8%,提高了系统的稳定性与实时性。     

基于STM32的膜材料完整性测试仪设计

针对现有完整性测试仪的弊端,设计了一种全自动膜材料完整性测试仪。该仪器通过检测压力和流量传感器的反馈信号,以STM32嵌入式系统芯片作为主控制器,采用闭环PI控制方法,驱动电磁阀开关阀和电磁调节阀动作,实现系统内压力和流量的精确控制。详细阐述了完整性测试理论和测试仪控制系统的软硬件实施方案。实验结果表明:该设计所测泡点压力介于高精度的扫描电子显微镜和孔径分析仪测试结果之间,结果精确,扩散流速可以通过流量传感器测得。     

高速开关阀控液压缸位置控制系统的H_∞控制

以PWM高速开关阀控液压缸位置控制系统为研究对象,建立了该系统的数学模型。为了克服不确定参数对系统造成的干扰,设计了一种单变量H∞控制器,给出了其设计过程和方法。并对该模型进行数字仿真和实验分析,仿真及实验结果表明了H∞最优灵敏度控制器的优越性,不仅对干扰不敏感,且在参数改变时,仿真曲线几乎没有发生变化,即H∞控制器具有很强的鲁棒性。同时也证明了H∞控制器是对高速开关阀中的参数干扰进行控制的有效工具。     

MPM5581型智能压力开关

正麦克的MPM5581是一款集压力测量、显示与控制为一体的智能压力开关。以国际先进的ARM工业级MCU为核心,结合高品质传感器,经过精心设计与调校,在确保精度的情况下,实现压力开关的高速反应和良好的电磁兼容性。广泛的介质适用性,满足泵、液压、气动设备等各种工业控制现场的应用。     

过热汽温内模自适应控制方案设计及仿真

在研究过热汽温变化时系统动态特性的基础上,根据内模控制理论,设计了增益可调的内模自适应控制器,并建立了控制系统的SIMULINK仿真模型。通过仿真试验,将内模增益自适应控制系统与常规PID控制系统做了对比,在加入阶跃和对象参数发生变化等情况下进行了比较。结果表明,内模增益自适应控制器有着更好的控制效果,在抗干扰和适应工况变化方面都优于常规PID控制器。     

开关磁阻电机高性能闭环调速系统仿真

在提高开关磁阻电机调速控制的精确度的研究中,由于系统存在非线性,调速精度低.利用传统控制方法进行开关磁阻电机调速的过程中,由于开关磁阻电机是双凸极结构,其电磁特性呈现高度的非线性,参数和结构也是在时刻变化的,不存在有效的反馈,造成固定参数的传统的开环调速控制方法的调速精确度较低.提出一种闭环控制的开关磁阻电机调速方法.利用线性法对开关磁阻电机中的相关控制变量进行分析,建立控制系统模型,以实际电流和参考电流的偏差作为调速过程中的反馈,等效控制开关磁阻电机绕组中的相电压,通过改变反馈参数对绕组中的相电压进行调节,从而实现开关磁阻电机调速过程中的闭环控制.实验结果表明,改进算法能够有效提高开关磁阻电机转速控制的精确性.     

低温加注增压试验系统中的测控技术

为了考核火箭贮箱在低温环境下的结构强度,研制了低温加注增压试验系统。通过低温涡街流量计测得的液氮流量计算得到加注量,通过试验贮箱箱壁的温度传感器测量得到内部液位,采用常温压力传感器和测压管的组合方式低成本地实现了低温压力的测量。通过在试验贮箱后级串联缓冲罐,解决了由于液氮汽化和低温氮气冷凝造成的压力波动大不易控制问题。以可编程控制器为核心的控制系统具备远程手动控制和自动控制两种模式,按照工艺需求,通过控制开关阀和比例调节阀实现低温液氮加注和增压试验。试验过程中,可以实现与其他采集和控制设备的相互通信,提高了自动化水平,减少了试验岗位,降低了试验风险。该系统完成了一系列低温试验,保证了新一代运载火箭的顺利研制和成功发射。     

一种高速开关电磁阀智能驱动模块的设计

根据电磁铁的电磁吸力与线圈电流的关系,设计出一种基于PWM控制方式的高速开关电磁阀智能驱动模块.该驱动模块采用高低端驱动技术和电路反馈技术实现了电磁阀的快速驱动以及驱动故障的自诊断功能.     

航空发动机压气机导叶主备控制切换研究

为了提高任务可靠性,某型航空发动机压气机导叶控制装置采用双余度电液伺服阀作为电液转换装置,同时采用高速电磁阀作为备份。为了保证压气机导叶主备伺服回路切换过程的稳定性,基于建立的导叶伺服控制系统模型,对识别出的主备伺服回路切换过程的关键因素进行仿真研究及试验验证。研究结果表明,当主控伺服回路出现故障后,通过缩短转换活门切换时间、减小电液伺服阀零偏和高速电磁阀热备份的处置方式,可以有效减小切换过程的扰动。     

Dynamic analysis of a pilot-operated two-stage solenoid valve used in pneumatic system

A dynamic model was developed to study the dynamic characteristics of a pilot-operated two-stage solenoid valve used in pneumatic system. The dynamic model couples motion of the valve spindle with fluid in the system. While solving the system equations, vibration of the valve spindle, characteristics of the pressure-flow across valve orifices, pressure variation in valve chambers are taken into consideration. The model is validated by experimental results. With this model, the stability and dynamic response of the valve system for different operating conditions were discussed. The study identifies some critical parameters, which have significant effect on the dynamics of the system. A review of the obtained results indicate that the solenoid valve undergoes soft self-excited vibration, period-one hard self-excited vibration, period-two vibration, period-four vibration leading to stable working with the quasi-steadily increase in supply pressure or supply flow rate. Increasing in diameter of valve orifice d_b or decreasing in pre-compression of the valve spring z₀, half-cone angle of the valve spindle α, diameter of valve orifice d_a would improve anti-disturbance capacity and increase stable region of the solenoid valve.     

基于激光位移测试仪的高速电磁阀动态特性测试系统

高速电磁阀是柴油机电控燃油喷射系统的关键部件,其动态响应特性决定了喷油器的喷油特性.为了更好地研究高速电磁阀的动态响应特性,开发了基于高精度激光位移测试仪的高速电磁阀动态特性测试系统,并介绍了系统的软硬件开发情况.     

电磁阀远程控制及水压监测系统设计

为了实现远程控制电磁阀及监测输水管道水压,提高农业灌溉效率;采用STM32微控制器及Android嵌入式系统,开发出一种对电磁阀进行控制及水压监测系统;微控制器通过串口连接GPRS模块,从而接收命令控制电磁阀和发送水压数据;Android手机客户端实现阀门控制界面和水压数据显示功能;云服务器负责连接GPRS模块和手机客户端,并且管理底层设备与用户信息;该系统已运用在某智能节水灌溉公司的实验大棚基地中,实验结果表明,系统能实时进行远程控制及监测,并能确保输水系统正常运行;该系统能够推动农业现代化的发展,减少人力成本,提高生产效率。     

飞行大气参数测试仪的研制

设计了一款适用于高海拔、宽温域条件的飞行大气参数测试仪.基于PC104和ARM处理器组成的主从式CPU架构,构建了飞行大气参数测试仪的硬件平台,采用高精度硅谐振式压力传感器实现了对气体压力的测量;基于PID与分级误差控制相结合的控制方法,通过PWM驱动的高速电磁阀,实现了对气压的精密控制.     

一种新型电液控制系统的建模与分析

建立以高速电磁阀为核心部件的新型系统,详细分析系统工作原理,建立系统的数学模型与传递函数,用Matlab绘制伯德图,用来确定系统是否稳定;优化活塞的加速度用以实现液压缸的平稳启动与停止;最后从理论和仿真两方面对系统的误差来源与影响因素进行详细分析,采用预见控制策略以消除系统的跟随误差,研究结果表明,此方法可有效减少系统的误差,增强系统的定位精度.     

基于DSP的喷油器电磁阀驱动电路设计

根据柴油发动机喷油电磁阀在实际工作中电磁力与电流的关系,设计出一种基于TMS320F28035DSP的柴油机电控喷油电磁阀的驱动电路,以达到提高电磁阀开启与关闭速度、降低能耗和简化电路的目的;驱动电路利用28035DSP内部集成的比较器模块和EPWM模块实现多个电磁阀的驱动,电磁阀高端采用80V高压和24V低压双电源分时驱动技术,电磁阀低端采用电流反馈PWM调制控制技术;试验结果表明:驱动电路实现了12A峰值电流和4A保持电流的电流控制,电流波形满足电磁阀驱动特性,显著提升了电磁阀开启与关闭速度,降低了系统能耗。     

高速电磁阀模型建立及响应特性研究

高速电磁阀在控制系统中应用越来越广泛,其响应速度直接影响了系统的性能。讨论了高速电磁阀数学模型的建立,然后通过运用Matlab软件中的Simulink对电磁阀的数学模型进行仿真,分析电磁阀的响应特性。研究结果表明:所采用的逆推、分段方法为电磁阀响应特性的研究提供了一个新思路,它能快速、准确得到电磁阀各参数对其响应特性的影响。最后对高速电磁阀的应用进行了展望和讨论。     

航空快速电磁阀的设计和仿真研究

根据某小型发动机控制系统改型需要设计了小电压、小流量快速电磁阀取代原有的液压调节阀,以动态电磁方程为基础对其核心的电磁部分进行了参数设计计算;并以流量连续方程和力平衡方程为基础建立了整个电磁阀的微分形式的数学模型,由MATLAB中的simulink软件直接进行仿真研究和参数分析。研究结果表明:所设计的快速电磁阀,响应速度快,工作稳定、控制精度高,完全满足设计要求,证实了方法的有效性和准确性;直接由微分方程仿真的方法既避免了惯用的小增量线性化对非线性系统的影响,也能实时修正非线性元件和系统的非线性参数,对工程动态设计、反设计、优化提供了依据。