多电压复合驱动的高速开关阀性能研究

高速开关阀是数字液压技术的核心元件.高速开关阀的动态特性是决定数字液压技术响应速度和控制精度的关键.提出多电压复合驱动策略,通过预加载方法优化了高速开关阀启闭初始电流,并结合电流反馈和数字逻辑触发机制,实现了 5个驱动电压的自适应切换,最大程度上确保了高速开关阀的快响应切换和低功耗驱动.理论分析探究了初始电流和驱动电压对高速开关阀动态特性的影响规律,并基于该规律得到了改善高速开关阀动态特性的方法.搭建了高速开关阀仿真模型,开展了动态性能试验,通过直接测试和间接测试两种方法对所提出的多电压复合驱动方法的有效性进行了验证.结果表明,相比较于双电压驱动方法,多电压复合驱动方法在不增大驱动电压的前提下,通过优化启闭初始电流,大幅提高了开关阀的响应速度,减少开启滞后时间66.7％、缩短关闭滞后时间87.5％,并能改善高速开关阀流量控制特性,将其流量线性范围扩大了 17.1％,同时还降低热功率损耗64.8％,减小工作钢球压迫受力,延长高速开关阀使用寿命.     

PWM高速开关阀驱动电路仿真设计

本文分析了高速开关阀的开关过程中不同阶段线圈电流对其开关时间的影响.在仿真分析的基础上,设计了低端MOSFET管控制的高、低电压驱动电路,建立了驱动电路的PSPICE模型.仿真结果表明,该电路可减小高速开关阀的开关时间,提高其响应频率.     

脉宽调制先导级高速开关阀特性研究

在大型工程机械和农用车辆上,广泛采用电液比例阀作为工作装置控制元件。PWM先导级高速开关阀在100 Hz时良好的开关性能是决定电液比例阀性能的重要因素。该研究建立了高速开关阀的数学模型,并应用基于Simulation X系统的PWM高速开关先导阀的仿真模型,对高速开关阀阀芯位移响应特性进行研究,分析了弹簧刚度、工作气隙、衔铁质量、线圈电流等参数对阀芯位移响应的影响以及高速开关阀的流量特性,给出流量控制时PWM占空比的修正公式。     

高速开关阀功率驱动特性研究及电路实现

本文对高速开关电磁阀的功率驱动特性进行了研究。结合研究工作，实现了其中的一种高效驱动电路一升压加脉宽调制驱动。驱动方案的设计简单可行，实际运用结果显示其驱动性能良好。     

高速开关阀驱动电路的仿真与试验研究

高速电磁开关阀与普通电磁阀相比具有较快的切换速度,开关切换时间一般在10 ms以内,其开关切换时间与其驱动电路有着密切关系.为了缩短高速电磁阀的切换时间,根据高速开关阀的驱动需求,基于通用集成电路及分立元件设计了一种新型的驱动电路.该电路能独立设置峰值电流、保持电流以及峰值电流持续时间等控制参数.仿真和试验结果表明,该...     

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。     

高速开关阀特性试验研究

高速开关阀作为实现电液数字控制技术的关键元件,其工作特性关系到整个系统的工作性能。对目前国内普遍使用的HSV高速开关阀进行了试验研究,分析了卸荷电路、载波频率、供油压力等对高速开关阀动静态特性的影响。结果表明：该阀具有较快的开关响应和良好的线性控制范围。     

斩波恒流式高速开关阀驱动装置及其应用

针对高速开关阀的工作要求，开发了一种基于斩波恒流技术的驱动放大器。具有结构简单，响应快速的特点。通过试验测试了其控制性，并在氢发动机中作为燃料喷系统中得到了成功应用。     

基于AMESim的电磁高速开关阀动静态特性研究

在分析电磁高速开关阀磁路及机液结构的基础上,采用AMESim建立了电磁高速开关阀模型,基于该模型在不同占空比及不同工作频率情况下进行了仿真,分析了PWM信号、电流、阀芯位移关系,从控制角度提出了改善电磁高速开关阀性能的思路。     

离合起步用高速开关阀工作特性与驱动方法研究

在普通脉宽调制(PWM)信号驱动下,高速开关电磁阀的开启和关闭时间较长,反应慢,影响了高速开关电磁阀的控制性能。为了进一步提高高速开关阀的控制性能,在分析高速开关阀工作特性的基础上,提出了多路混合驱动方法,缩短了高速开关阀的开启和关闭时间,减小了压力控制时的压力波动,改善了高速开关阀的控制性能。在汽车离合器起步控制中,使用该方法很好地改善了汽车的起步性能,发动机转速比较平稳,从动盘转速增加趋势的波动较小。     

线性高速开关阀的设计及验证

受限于成本原因,电控液压制动系统中多使用高速开关阀,但在液压阀开关控制中电磁阀的敲击噪声、液压冲击噪声和压力波动造成制动控制品质和精度劣化,因此通过脉冲宽度调制控制实现高速开关阀线性化调控性能是此类高速开关阀的设计关键。高速开关阀动态运动特性受瞬态液动力、非线性电磁力与机械惯性、弹簧力综合作用,电磁阀动力学特性决定其线性调控工作范围窄,需要系统设计电磁阀系列结构力学参数,才能实现电磁阀阀口一定开度范围内的多种非线性力的线性化变化。为此,建立高速开关阀与液压控制单元的动力学模型与联合仿真模型,通过仿真与试验验证,分析出阀座锥角、节流孔径、气隙大小等结构参数对电磁阀线性特性的影响。从而设计出合理的电磁阀结构参数,并应用于一款液压控制回路中,实现线性工作范围的拓宽,满足汽车制动安全控制的要求。     

高速开关阀控液压缸的位置控制

为了研究高速开关阀在液压缸位置控制系统中的应用,在分析高速开关阀流量特性的基础上,针对高速开关阀流量控制存在的死区和饱和区,利用脉频调制(PFM)和脉宽调制(PWM)相结合的控制方式对高速开关阀进行补偿,使其流量线性化。在液压缸控制过程中,针对纯反馈的滞后性和前馈控制抗干扰性差的特点,提出了前馈-反馈的控制策略,即对高速开关阀提前给定一定频率和占空比的脉冲信号,利用模糊算法实时调整高速开关阀的工作频率和占空比,对液压缸中活塞的位移误差进行修正,以达到对液压缸中活塞位置的精确控制。利用节点容腔法建立了液压缸的进油和回油支路的流量与力学方程,并在Simulink环境下建立起仿真模型,通过FESTO液压实验平台搭建油路进行实验验证,得出了仿真与实验情况下的液压缸中活塞位移及高速开关阀的频率、占空比特性曲线。仿真与实验对比结果表明：综合运用模糊控制修正的前馈-反馈控制策略与PWM-PFM相结合的控制算法,可有效实现液压缸中活塞位置的精确控制,其误差可控制在-0.3~0.3mm内。     

基于高速开关电磁阀技术的压力控制系统设计

高速开关电磁阀是电液控制系统的新型元件。随着高速开关电磁阀的出现，作者设计了一个基于高速开关电磁阀的压力控制系统，通过采用脉冲宽度调制（PWM）技术，实现了对该系统压力的比例控制。     

高速开关阀直控式闭环液压同步系统

针对液压同步系统不同的流量要求,采用高速开关阀直接控制的方式,设计了两组共三种闭环控制回路。考虑到结构的差异,分别采用脉宽调制(PWM)、脉码调制(PCM)以及复合脉宽的控制方式,结构简单,便于集成,能够实现较高精度的同步控制。     

高速开关阀的液压同步系统设计

设计了两种高速开关阀直接控制和先导控制的液压同步控制系统,采用液压脉宽调制(PWM)控制方式,结构简单,便于集成,可以实现高精度的位移同步控制.     

基于高速开关阀的液压缸速度控制系统设计

为了研究高速开关阀在液压缸速度控制系统中的应用,在分析高速开关阀流量特性的基础上,提出了基于高速开关阀的单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案,并且采用脉宽调制技术(PWM),根据液压缸的位移信号调节PWM的占空比,控制进入液压缸的流量,间接达到控制液压缸速度、削弱冲击的目的。针对两种应用方案,分别通过Sim ulink建立仿真模型、FESTO液压实验平台搭建系统进行实验的方式,得出了仿真与实验情况下的位移、速度、加速度曲线。仿真曲线与实验结果的对比表明:单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案都能较好地实现液压缸速度的控制,其中单阀直控式更加适合于小流量液压系统,而旁路节流式的应用范围较广。     

高速开关数字阀的静动态特性

以HSV型高速开关数字阀为研究对象,为掌握该阀工作原理及工作特性,通过机理建模方法对该阀进行建模,并运用MATLAB/Simulink软件对该阀进行了仿真分析。对该阀静动态特性进行了研究,分析了影响该阀开启/关闭响应时间、饱和区和死区大小、输出流量大小的因素,并在高速开关数字阀特性测试平台上进行实验研究。最后对仿真数据以及实验数据进行比较分析,结果表明了高速开关数字阀的静动态特性分析结论的正确性。     

涡轮增压系统用高速开关阀的响应特性研究

高速开关阀是涡轮增压系统的重要部件,响应的快速性直接影响增压器的压比。根据高速开关阀的结构及工作原理,建立其数学方程。运用AMESim建立动态模型并进行了电流、阀芯位移、控制口的压力仿真分析,结合示波器测量的实际响应时间,证实仿真结果的可靠性。由于高速开关阀响应时间具有滞后性,研究分析改变阀芯质量、驱动电压、弹簧预紧力对响应特性的影响,并根据仿真提出了优化调整建议。     

单阀直控式高速开关阀液压同步系统数学模型的建立

以单阀直控式高速开关阀液压同步控制系统为研究对象,用数学的方法对液压回路的动态特性进行了描述,并在此基础上建立同步系统的数学模型,为进一步开展系统仿真分析及控制策略的研究提供了可靠的理论依据。