基于超磁致伸缩转换器喷嘴挡板阀的控制压力特性

介绍了超磁致伸缩材料的性能特点和利用国产超磁致伸缩材料研制的电-机械转换器,及喷嘴挡板阀的结构组成和工作原理,建立了数学模型。构建了基于超磁致伸缩转换器喷嘴挡板阀的控制压力测试系统,试验研究超磁致伸缩转换器喷嘴挡板阀的控制压力特性,得出了最佳控制压力时不同参数间的匹配关系。结果表明,基于超磁致伸缩转换器喷嘴挡板阀,具有较宽的控制压力特性,良好的线性度,较快的响应速度,为进一步将其应用于两级电液伺服阀提供了设计和试验依据。     

小流量2D数字伺服阀的设计与研究

针对喷嘴-挡板伺服阀抗污染能力差,射流管伺服阀频响低等缺点,提出了一种结构简单、抗污染能力强,频响高的小型数字阀—6 mm通径2D数字伺服阀。该阀由2D方向阀、传动机构和电-机械转换器组成。在分析该阀的结构和工作原理的基础上,对2D数字伺服阀的动态特性进行了MATLAB仿真。该阀的最小间隙为1.2mm,仿真结果表明:2D数字伺服阀对应-3 d B、-90°的频宽约为240 Hz。2D数字伺服阀实验研究结果是该阀对应-3d B、-90°频宽约为205 Hz。说明该阀不仅抗污染能力强,而且频响很高。     

喷嘴挡板伺服阀性能参数的研究

该文系统地研究了双喷嘴挡板电液伺服阀的工作原理和影响其性能的结构参数,建立了伺服阀结构参数数据库,并基于双喷嘴挡板伺服阀的数学模型开发了伺服阀面向结构参数的仿真平台.将应用软件MATLAB/Simulink进行动态仿真的结果与试验结果进行比较,验证了仿真平台的可行性.利用实验和仿真平台分析了影响伺服阀性能的主要参数.     

基于FLUENT的喷嘴挡板式电-气压力伺服阀的数值计算和试验研究

以一种单级喷嘴挡板式电-气压力伺服阀为研究对象,运用Fluent软件对其喷嘴挡板级内部流场进行数值计算,分析了不同喷嘴孔径大小对电-气压力伺服阀控制腔压力特性的影响,并结合试验对数值计算结果进行了验证,试验验证与数值计算结果较为一致,为喷嘴挡板式电-气压力伺服阀的工程设计提供了参考.     

低惯量电-机械转换器动态特性研究

设计基于DSP永磁盘式步进电机控制系统,并将该系统作为数字伺服阀低惯量电-机械转换器,采用位置和电流双闭环反馈控制研究其动态特性。实验结果表明:该电-机械转换器在100%幅值下阶跃响应达到3.5ms;25%幅0值下对应相位角滞后90°频宽达到275Hz。     

一种档板分离式电液伺服阀的特点与应用

一种档板分离式电液伺服阀的特点与应用李冬生蒋志勤綦琳李冰１力反馈两级喷嘴挡板电液伺服阀的两种不同结构图１所示为ＭＯＯＧ型力反馈两级喷嘴挡板阀的结构原理图，这类伺服阀采用四臂磁桥干式力矩马达为电机械转换器、双喷嘴整体式挡板为前置液压放大器，四边滑阀...     

基于AMESim的喷嘴挡板伺服阀动态性能分析

喷嘴挡板伺服阀的动态性能关系到电液调速系统的控制精度和响应速度。根据挡板组件、阀芯套件的运动规律,推导出了挡板的位移偏移与控制滑阀位移的函数关系和动态平衡方程。结合某型伺服阀的相关参数,采用AMESim软件建立了喷嘴挡板伺服阀动态模型,仿真结果表明:伺服阀具有超快的响应、较高的灵敏度、良好的油压稳定性和稳定的动态跟随性能;系统在阶跃响应下,挡板与喷嘴的间隙能快速准确地回到初始位置保证了稳定初调速度。分析了伺服阀内部状态变量的灵敏度特征,为喷嘴挡板伺服阀结构参数优化和动态性能分析提供了理论依据。     

一种新型喷嘴挡板式电-气压力伺服阀的研究

基于喷嘴挡板阀原理,提出了一种新型电-气压力伺服阀,阐述了电-气伺服阀工作原理,结合力矩马达静特性和喷嘴挡板间隙χ-背压p<,c>特性的理论分析,对电流χ与背压腔P<,c>的压力特性曲线进行了理论分析和实验研究,理论计算与实验研究结果基本一致.     

单级喷嘴挡板电液伺服阀的压力特性研究

针对单级喷嘴挡板电液伺服阀压力特性研究,分别在不同工况下对其静态特性及动态特性进行压力仿真分析,将分析结果与实测数据进行比较,结果相吻合,为开展单级喷嘴挡板电液伺服阀正向设计提供理论依据.     

高频动铁式电-机械转换器的研究

在对比分析动铁式电-机械转换器的结构性能基础上,提出了新型高频动铁式电-机械转换器的具体结构和实现方案。新型电-机械转换器采用π型衔铁、悬臂梁式弹簧、全桥磁路、单线圈等结构,具有结构简单、可靠、运动部件质量小、频响高等特点。通过动态数学模型进行了仿真分析,针对新型电-机械转换器频响高、输出位移较小的特点,采用简便实用的反射光测量方法,实验研究了其静态滞回特性和幅频响应特性。研究结果表明,高频动铁式π型电-机械转换器最大输出位移为±45μm,滞环小于6.5%,幅频宽可达1300 Hz。     

GIANT MAGNETOSTRICTIVE ACTUATOR IN SERVO VALVE AND MICRO PIPE ROBOT

Performance of giant magnetostrictive material (GMM) is introduced. Principle of work, basic structure and key techniques of giant magnetostrictive actuator (GMA) are analyzed. Its dynamic models of magneto-mechanical coupling are established. The structure and principle of the pneumatic servo valve and the micro pipe robot with new homemade GMM are presented. The experiment is carried out under typical working conditions. The experiment results show that the GMM pneumatic servo valve has wide pressure control characteristics, good linearity, and fast response speed. The movement principles of the GMM robot system are reliably feasible and its maximal moving speed is about 8 mm/s. It is preferable to the driving frequency of the robot within 100-300 Hz.     

超磁致伸缩伺服阀的参数设计与优化研究

针对超磁致伸缩伺服阀的结构特点,研究了其参数设计规律,建立了超磁致伸缩伺服阀集中参数数学模型和动态仿真模型。通过仿真研究得出了该伺服阀主要设计参数对其动态特性的影响规律及其稳定性特点,通过对主要设计参数的优化表明,在-8dB幅值稳定裕量下超磁致伸缩伺服阀幅频宽可以达到近700Hz。     

伺服阀动压反馈网络流体建模与辨识分析

动压反馈网络是抑制液压伺服系统阻尼比的最关键装置之一。目前其时间常数τ基本按湍流模型进行设计，实际机理并不清楚，造成动压反馈式伺服阀的试验结果与理论结果偏差较大。为了提高时间常数τ的设计精度，提出了一种新的建模方法。在低频段，建立基于层流模型参数τ的设计方法；在高频段，通过黑箱辨识方法建立时间参数τ的线性模型。仿真与试验结果对比表明，该设计方法能够大大提高伺服阀建模的准确性，从而为伺服阀动压反馈网络设计奠定理论基础。     

超磁致伸缩致动器能量损耗特性分析

提出了超磁致伸缩棒内部平均磁场计算方法,结合动态J-A模型以及线圈阻抗公式得到了超磁致伸缩致动器的能耗特性。分析了超磁致伸缩棒能耗、线圈能耗以及超磁致伸缩致动器总能耗随频率的变化趋势。分析结果表明,超磁致伸缩棒以及线圈能耗均随着频率的增大而增大,而且超磁致伸缩棒能耗占超磁致伸缩致动器总能耗的比例会随着频率的增大而增大。计算了油冷条件下超磁致伸缩棒的表面温度,计算结果与实验结果较为吻合,证明了能耗模型的正确性。分析过程及方法为超磁致伸缩致动器的设计和控制提供了有益的参考。     

基于超磁致伸缩致动器的脉冲喷射开关阀建模与仿真

利用超磁致伸缩致动器(Giant magnetostrictive actuator, GMA)应变率大、响应频率高的优点和脉冲喷射装置的结构特点设计了基于GMA的脉冲喷射开关阀,分别分析GMA和脉冲喷射开关阀本体在动态工作条件下的系统传递函数,综合分析后建立阀的流量、喷射速度与驱动电流之间的系统方框图和传递函数。Simulink的开关阀动态仿真结果显示,基于GMA的脉冲喷射开关阀的工作频带宽度大于400 Hz,可满足大部分喷射装置的工作要求。GMA位移扫频试验结果表明,该模型在低频范围内可正确反映开关阀的动态特性,高频范围内需考虑温度和磁滞的影响。     

2D数字伺服阀的简介

该文主要阐述了2D数字伺服阀的结构原理及工作原理,建立了电—机械转换器的数学模型,设计了2D数字伺服阀控制器。为了获得电—机械转换器及样阀的性能,对其进行了实验研究,实验结果表明,该电—机械转换器具有良好的频率特性,对应-3dB、-90°的频宽约为250Hz;2D数字伺服阀具有良好的静态、动态性能,其分辨率与滞环皆在1%以内,阀在25%满量程正弦输入信号下,对应-3dB、-90°的频宽约为130Hz。     

Development of a novel two-dimensional(2D) three-way(3W) fuel flow control servo valve with constant pressure difference

To solve the problems of large volume, and low integration of traditional electro-hydraulic servo valve with constant pressure differential fuel metering device, a new two-dimensional three-way constant pressure differential fuel flow control servo valve (2D3WFFCSV) is developed. It innovatively adopts the advantages of lightweight of “two-dimensional hydraulic technology”, The constant differential pressure function and flow regulation function are integrated into a two-dimensional (2D) main spool with two degrees of freedom (rotational and axial degrees of freedom). The flow control process of 2D3WFFCSV is as follows: firstly, the armature of the torque motor and the two-dimensional piston are coaxially installed at the end of the two-dimensional piston, so the torque motor can directly drive the two-dimensional piston to rotate; secondly the “hydraulic servo screw mechanism”, which can amplify the power, is used to drive the two-dimensional piston to move in line; Finally, a pair of conversion mechanisms (roller group and spiral track conversion mechanism) are converted into the angular displacement of 2D main spool to control the area of flow valve port. The axial degree of freedom of 2D main spool realizes the function of constant differential pressure. To improve the flow control accuracy of the servo valve, the axial position of the 2D piston is detected by the linear displacement sensor (LVDT), and the signal is transmitted to the controller to realize the closed-loop control. To explore its open-loop characteristics, the mathematical models of torque motor, two-dimensional piston and main spool are established to obtain its open-loop transfer function. Then the AMESIM simulation model is built. To optimize the design of the system, through the dynamic simulation of the system, the influence of key parameters on the dynamic response of the system can be studied. An experimental study is carried out to verify the design feasibility of the servo valve. The experimental results show that under the condition of no-load and full-scale input, the closed-loop delay of the servo valve is 1.84%, the linearity is 2.14%, the step response time is 43 ms, and the dynamic frequency response is 38 Hz. The newly developed 2D3WFFCSV has the advantages of high integration, small size, light weight (801.5 g) and high response and control accuracy. It can replace the constant differential pressure, metering valve and hydraulic servo valve in the aeroengine fuel regulator.     

超磁致伸缩材料在电液伺服阀中的应用现状

超磁致伸缩材料是一种具有响应速度快、磁致伸缩应变大、能量密度高等优良特性的新型功能材料,针对其研究和应用已经成为当前热点。基于现代工业对高性能电液伺服阀的需求,描述了该材料的磁致伸缩效应,并对其基本性能及物理效应作了阐述,同时通过对比压电陶瓷、形状记忆合金的性能参数,分析了超磁致伸缩材料的性能优势。最后着重介绍了该材料在喷嘴挡板阀、射流管阀及直接驱动式电液伺服阀当中的应用现状,并基于此现状对研制高性能的超磁致伸缩电液伺服阀关键技术进行了展望。     

比例控制气动伺服系统的建模与仿真研究

通过对比例流量阀控气动位置伺服系统工作机理的研究,建立该系统的数学模型,并在此基础上对模型进行了简化处理.采用比例控制方法,同时对摩擦力进行实时补偿,通过系统仿真得到了模型在低频工作频段内的动态响应.