压力脉冲试验伺服控制系统机理分析与仿真试验

为实现压力脉冲试验中标准压力波形的精确动态跟踪控制,满足高压力高频率持续冲击的要求,建立该试验的液压伺服系统与测控平台.将飞机用作动筒和伺服阀等被试液压件处理为封闭容腔,利用油液压缩性进行建压,采用LabVIEW图形化编程技术完成了液压系统的可视化动态伺服控制.在建立伺服阀、被试容腔和蓄能器数学模型的基础上,结合数字PID控制算法,完成AMESim环境下的仿真,对比分析不同容腔容积和冲击频率对系统性能的影响,得到不同条件下系统流量和阀口开度等参数的理论值,仿真结果表明伺服阀需要有额定200L/min以上的通流能力.实际试验系统以压力等级50MPa,通流能力230L/min的大流量伺服阀为直接控制对象,试验高压达到50 MPa,并可无级调整,压力冲击波形周期2 Hz、区间5~42 MPa,试验曲线落在标准阴影区以内,试验结果符合预期指标,并验证了仿真分析的可靠性.     

伺服阀主阀芯的建模与仿真

运用流场分析软件,对伺服阀主阀芯在阀口开口大小一定时的内部流场进行模拟仿真。仿真结果表明,阀口处压差是影响阀内部流场的主要因素之一。仿真所得阀口的速度场与压力场数据与伺服阀流量特性的理论计算结果一致,符合液体流动的规律。     

基于Fluent的双喷嘴挡板电液伺服阀主阀流场的可视化仿真

应用Fluent软件对双喷嘴挡板电液伺服阀主阀内部流场进行可视化模拟仿真,运用仿真数据对电液伺服阀的压力、流量等特性进行理论分析。结果表明,运用Fluent软件仿真数据能便捷地进行电液伺服阀的特性分析,所得结果可靠性较高。     

一种电液伺服阀静、动态特性综合试验器

一、概述本试验器是电液伺服阀静、动态特性测试的一种新型设备。同时还可以利用它对电液伺服阀按流量法或压力法调节零位。对于电液伺服阀静特性的测示项目有:空载流量特性;压力特性;内泄特性;负载特性;随供油压力、回油压力、加速度变化的零漂特性;随不工作电流(即零值电流)变化的     

基于回油液阻的压力伺服阀啸叫分析

对压力伺服阀的啸叫问题进行仿真与试验分析,验证了滑阀级回油液阻增大会引起伺服阀啸叫. 基于机电系统分析软件AMESim建立压力伺服阀完整的仿真模型,对比分析仿真与试验的动静态特性曲线,验证仿真模型的正确性. 分析滑阀级不同的回油液阻对衔铁组件中弹簧管振荡幅值的影响;剖析产生自激振荡的条件和本质原因;探究伺服阀内部振荡的传递路径. 研究发现,伺服阀滑阀级回油液阻的变化,会引起力矩马达衔铁组件的自激振荡,通过合理优化滑阀阀芯回油间隙可以避免这部分伺服阀振荡啸叫;通过增大滑阀至喷嘴腔容积也可以切断振荡传递以消除伺服阀振荡啸叫.     

民用伺服阀

中国运载火箭技术研究院基于航天技术开发了多种民用电液伺服产品。其中,既有适用于高精度控制用的喷嘴挡板式伺服阀,又有适用于工业控制,抗污染能力强的偏导射流、射流管伺服阀,还有抗惯性能力极强的动压反馈伺服阀及新型植入微电子组件的直接驱动高可靠伺服阀。产品的控制流量为1L／min～3000L／min,压力为0.1MPa～31.5MPa,形成了面向工业控制的SFL力反馈流量系列、SFD动压（压力）反馈系列、SFY多余度系列、SFX机电双输入系列产品,在工业控制领域中得到了广泛的应用。     

液压伺服阀控缸动态特性数学建模及仿真分析

在液压阀控缸的基础上,改变负载就能获得不同的液压伺服控制系统.分析了阀控非对称缸的负载压力-流量特性,建立了阀控缸流量连续性方程和液压缸的力平衡方程,推导了阀控缸位置控制系统动态特性的数学模型.采用MATLAB软件的SIMULINK模块对阀控缸位置控制系统进行动态特性仿真分析,并进行了实验验证,结果表明:所建数学模型及仿真结果接近实际工况,能满足不同液压伺服控制系统负载特性的分析需要.     

伺服阀控制非对称液压缸同步控制性能分析

介绍了一种由双比例流量阀及伺服阀联合控制的双缸同步方案，讲述了本方法的工作原理，并推导出了伺服阀控制非对称液压缸同步系统的动态响应数学模型，并给出了同步误差的数学表达式，仿真结果表明推导过程是正确的，并实现了双缸高精度同步动作，     

采用磁流体的伺服阀力矩马达二维有限元分析

为了改善液压伺服阀的性能，在伺服阀力矩马达的工作气隙中添加磁流体（MF）．基于磁流体具有较大的磁导率以及在外加磁场作用下具有较大磁化强度的特点，提出利用磁流体来改善伺服阀力矩马达的磁路效率以及提高伺服阀动态性能，分别采用二维磁场有限元分析方法及经验公式，研究了添加和不添加磁流体时力矩马达工作气隙中磁场强度特性及力矩马达输出力矩特性，仿真分析结果表明添加磁流体后力矩马达的磁场强度及衔铁输出力矩值有明显改进．     

对称伺服阀控制单出杆液压缸的特性分析

针对称伺服阀控制单出杆液压缸的特点，按能量守恒原则重新定义了负压压力和负载流量，推导了阀控不对称缸的数学模型，并简要分析出系统的动静态特性。     

压电驱动式高频电液伺服阀实验研究

为了提高电液伺服阀的频率响应特性,采用响应速度快、输出力大、刚性好的积层式压电驱动器作为伺服阀的前置级电-机械转换器.采用杠杆放大的方式对压电驱动器的输出位移进行放大,保证足够的流量输出;采用直接驱动阀芯的方式增强了抗污染能力以及动态响应特性;功率级滑阀采用内置方式,用单个压电叠堆实现了滑阀的双向控制.试制了压电伺服阀的样机,并对样机进行了静、动态测试.得出该阀的频宽大于1.2 kHz,流量为5.7 L/m in,抗污染能力达到ISO 4406 18/15.     

FESTO TP511试验台的电液伺服阀静态特性测试

电液伺服阀是电液伺服系统中的关键部件,其静动态特性直接影响电液伺服系统的控制精度等指标．利用德国FESTO TP511试验台完成了电液伺服阀的静态特性测试,包括压力-电信号特性、流量．电信号特性、压力-负载流量特性测试．在对测试中的主要传感器进行标定的基础上搭建了静态特性测试的液压回路以及电路,给出了完成测试的步骤和部分测试结果．实验表明,测试方案合理,能够满足常见规格的电液伺服阀静态特性测试．     

双喷嘴挡板电液伺服阀主要参数的优化

以国产双喷嘴挡板电液伺服阀为研究对象,推导出其数学模型。根据电液伺服阀的实际结构参数,运用Simulink仿真软件对数学模型进行仿真,得到电液伺服阀闭环阶跃的响应图和伯德图。通过改变目标参数Kvf、ωmf、ξ′mf的大小,得到不同的电液伺服阀伯德图;通过分析电液伺服阀动态性能的变化,从而达到其参数优化的目的。     

射流管式电液伺服阀

该射流管式电液伺服阀的前氍级为射流管结构,具有抗污染能力强、可靠性高及使用寿命长等特点,是704所为解决舰艇用伺服阀抗污染能力差等问题而自行研制的产品,使704所成为目前国内唯一批量生产射流管式电液伺服阀的单位。为突破国外封锁,满足市场需求,704所在现有军用射流管式电液伺服阀设计技术和生产能力的基础上,根据民用领域的技术规格和产品批量生产等需求,通过产品经济性分析研究和产品批量设计、工艺技术研究,配备相应的设计、生产和试验检验设施,提高了射流管式电液伺服阀批量产品质量的稳定性,并形成了民用伺服阀批量生产能力,还研制出了大流量、高压、温度适应性更强的新型电液伺服阀。该产品为（（军用技术转民用推广目录（2013年度）》中光机电一体化领域的重点推荐项目。     

大流量插装式伺服阀数学模型及试验验证

针对插装式伺服阀在高速大流量电液伺服系统中表现出的非线性特征，以及在理论分析时不能对其进行线性化处理等问题，对该阀内部构成机理进行了分析.将其先导级数学模型简化为一个线性二阶环节并对其输入输出变量进行限幅，对其主阀芯进行动力学分析.在此基础上建立了插装式伺服阀简单实用的非线性数学模型.在试验平台上验证了该模型的正确性.试验结果表明，该阀的阶跃响应存在较大的纯滞后，且阶跃响应时间随阶跃幅值的增加而增加.基于该数学模型的仿真结果与试验结果的对比表明，该模型能够较为准确地描述此类伺服阀的动静态特征，可应用于高速大流量电液伺服系统的理论分析.     

射流管式伺服阀耐久性仿真分析

介绍了射流管式伺服阀的组成结构和工作原理,分析了影响射流管式伺服阀耐久性潜在薄弱项的失效机理,并分别进行了软件仿真和耐久性寿命计算,通过软件仿真和理论计算得出了射流管式伺服阀潜在薄弱项的耐久性寿命。仿真和计算结果表明:影响射流管式伺服阀耐久性潜在薄弱项寿命均满足国家标准要求。研究方法和结果对于射流管式伺服阀故障的定性分析、预测和耐久性寿命的定量计算具有重要的参考价值。     

新型液压消声器吸收液压系统压力脉动的机理和特性

基于由多个蓄能器串联安装组成的蓄能器组吸收压力脉动的机理,并结合Helmholtz消声器的消声特性和结构优点,设计了一种新型液压消声器。建立了蓄能器组和新型液压消声器的数学模型,并利用数值仿真对单个蓄能器、多个蓄能器和新型液压消声器吸收某液压系统压力脉动的效果进行了对比分析。数值仿真采用特征线法,基于FORTRAN语言编写,将数值仿真结果与试验数据进行对比,验证了仿真模型和计算方法的有效性。研究结果表明:该新型液压消声器,相比于传统蓄能器,可较好地提高吸收压力脉动的效果,同时相比于蓄能器组,又具有较小的结构参数,具有较大的工程应用价值。     

液压伺服实验台的设计

介绍一种可用于教学实践及工业应用的伺服阀综合实验台的组成、特点及其控制回路的设计.阐述伺服实验台测试伺服阀静态、动态性能的原理.提出用压力闭环来保持伺服阀压降恒定.     

模糊PD控制器在电液伺服阀控制系统中的应用

应用模糊控制原理设计先导式电液伺服阀的模糊PD控制器,采用AMESim软件建立伺服阀的仿真模型,采用Simulink软件建立PD控制器和模糊PD控制器的仿真模型,通过AMESim／Simulink联合仿真得到伺服阀在两种控制方式下的阶跃信号响应曲线。仿真结果表明,与常规的PD控制器相比,模糊PD控制器能够提高控制精度,有效改善伺服阀的性能。     

并联伺服阀的同步控制策略

针对大型振动台和线性摩擦焊机等设备对液压伺服系统的大流量和高频响要求,以及现有伺服阀随着额定流量增加频响大幅降低的矛盾,提出多个伺服阀并联使用的方案.为克服伺服阀在通径、制造和电气等方面差异所导致的阀并联工作时阀芯过零位出现同步误差、造成流量降低和油路冲击等问题,通过监测伺服阀在不同频率、不同幅值正弦信号下和变幅值的类正弦信号下阀芯的位移,得出阀芯运动的若干非线性特征,并在此基础上采用移相和变幅相结合的同步控制策略,解决了阀芯运动的不同步问题.通过对相对滞后阀的指令信号进行超前移相,消除了大部分的同步误差;缩小相对滞后阀的指令信号幅值同时增大相对超前阀的信号幅值,进一步削减了阀并联运动的同步误差.实验结果表明,该同步控制策略效果良好,两阀阀芯穿越零位的相位差可控制在±2°.