新型旋转比例电-机械转换器静态特性研究

针对传统旋转电-机械转换器静态特性线性度不高、工作范围小的问题,设计了一种新型旋转比例电-机械转换器,采用磁路解析、Maxwell 3D静磁场有限元分析和实验测试等方法研究了旋转比例电-机械转换器的静态特性,并加工了样机,进行了相关实验研究。实验结果表明,电-机械转换器工作范围为-5～5°,最大输出力矩约为±252 m N·m,具有正的磁弹簧刚度,实验与仿真的差值集中在9. 6 m N·m以内,相对误差基本小于6%;电-机械转换器具有良好的重复精度,转角-力矩特性曲线非线性误差小于1. 5%,滞环小于3. 5%,电流-力矩特性曲线具有很好的线性度及较小的滞环,测试结果与仿真结果基本一致。     

伺服比例阀多物理场耦合仿真研究

伺服比例阀是一个涉及多学科领域的复杂物理系统,建立包含机械、电、磁、流场等模块在内的多物理场耦合模型对其进行仿真研究。基于对伺服比例阀结构和工作原理的分析,搭建阀芯位移闭环控制电路及阀芯动力学模型,建立伺服比例电磁铁有限元瞬态仿真模型、液动力瞬态流场降阶模型,并将各模块耦合完成伺服比例阀多物理场模型,实现动态特性仿真。为验证伺服比例阀多物理场耦合模型的准确性,对采用相同的测试条件及控制电路的伺服阀阀芯位移控制系统进行试验,通过输入不同的指令信号得到阀芯位移的阶跃响应曲线及电磁铁电流曲线。经对比,阶跃响应测试中阀芯位移仿真结果与试验曲线相比最大误差不超过15%,不同阶跃指令下仿真得到的电磁铁电流与试验电流曲线变化趋势相同,验证了模型的准确性,为后续伺服比例阀的研发及优化提供有效平台。     

超磁致伸缩电-机械转换器模型分析

讨论超磁致伸缩电－机械转换器集中参数机电模型及滞回特性模型建模方法。建立的超磁致伸缩电－机械转换器集中参数模型在中低频段能反映其动态行为,滞回特性模型能有效描述电－机械转换器的电流－位移滞回关系。仿真结果与实验特性能很好地吻合,表明提出的２种模型是有效的。     

位移-力反馈式电比例轴向柱塞泵流量控制特性研究

针对电比例泵控问题,基于位移-弹簧-力反馈变量控制原理,给出了一种新型电比例轴向柱塞泵的结构,并说明其变量工作原理,该泵主要功能为电比例流量控制;建立了位移-弹簧-力反馈变量机构的数学模型;利用MATLAB/Simulink仿真该泵的电流-流量控制动态特性曲线。对样机进行了试验,电流-流量控制动态特性试验曲线与仿真曲线相符合,电流-流量控制静态特性曲线符合ISO标准。     

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。     

基于Simulink的电一机械转换器仿真研究

针对电-机械转换器频宽主要受限于相位滞后的问题,提出了相位补偿的方法。建立了电-机械转换器的模型并进行了仿真分析,阐述了相位补偿的理论依据,并对增加相位补偿前后仿真结果进行对比。理论和仿真结果均表明,相位补偿后电-机械转换器的频率特性明显提高,-3dB、-90°处的频宽为280 Hz。     

电液伺服阀用新型驱动器特性研究

研究了电液伺服阀用压电型电-机械转换器的驱动特性，分析计算了其输出力和输出位移。对驱动阀芯所需的驱动力进行了计算，在此基础上选择了转换器的驱动元件及放大环节的相关参数。对转换器的输出力特性及输出位移特性进行了测试，建立了二者之间的关系曲线。     

新型比例阀用动磁式电机械转换器输出特性分析

介绍了一种永久磁铁励磁的新型阀用动磁式电机械转换器,通过采用动磁式设计和异形导磁心设计,提高了动态响应速度。基于Ansoft Maxwell 2D软件,对电机械转换器的静态性能和动态性能进行了仿真分析。分析表明,该电机械转换器输出力平稳,线性度高,动态响应迅速,可以满足高响应比例阀的驱动要求。     

基于GMA喷嘴挡板伺服阀的动态特性

提出基于GMA喷嘴挡板伺服阀的新结构,研制了GMM电－机械转换器及其喷嘴挡板伺服阀,分析其结构特点与需要解决的关键技术,建立动态数学模型。构建基于GMA喷嘴挡板伺服阀动态特性的试验系统,试验研究GMA喷嘴挡板伺服阀的阶跃和幅频响应特性,试验测得其阶跃响应上升时间为1 ms、幅频宽达680 Hz;将试验结果与仿真结果进行对比分析,两者基本吻合,论证动态数学模型的正确性。研究结果表明,用GMM设计新型电—机械转换器,可提高喷嘴挡板阀乃至整个电液伺服系统的频响和精度。     

电流变液动力总成悬置系统仿真及试验研究

考虑车架的弹性特性,将电流变效应与液压悬置技术相结合,建立电流变液动力总成悬置系统的数学模型,运用MATLAB软件的Simulink模块对模型的典型工况进行仿真分析,得出在无电场和施加电场情况下的动力总成系统及车架的位移和加速度响应特性曲线.通过电流变液动力总成悬置系统隔振特性模拟试验台进行模拟实验,验证了仿真模型的正确性,仿真和试验数据说明在施加电场条件下,电流变液动力总成悬置系统较无电场作用下的隔振性能优越.