数字伺服步进液压缸的建模分析

建立了用于六自由度运动模拟器的数字伺服步进液压缸的数学模型。该数字液压缸包括二相混合式步进电动机、四边滑阀、阀控非对称缸、细分驱动器和机械反馈机构等部分。建模和分析中考虑了阀芯受力、步进电机非线性、间隙和死区及摩擦力等问题。基于建模分析，在MATLAB／Simulink环境中对数字伺服步进液压缸系统进行了数值仿真。     

大流量2D伺服阀的研究与设计

为实现伺服阀的大流量,采用了2D阀的结构方案.2D阀利用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转化为阀芯的直线运动,从而实现伺服阀的液压功率放大.采用步进电机作为电-机械转换器来驱动阀芯转动,为使阀芯获得较大的扭矩,采用了较大的传动比.设计了零位保持机构保证了伺服阀工作的稳定性和零位调节的精确性.对伺服阀的阀芯进行了力学分析,并建立了数学模型.最后利用MATLAB进行了仿真研究,仿真结果理想,符合设计要求.     

风机用集成式机液伺服阀芯配合间隙的流场分析

针对机液伺服阀芯卡紧与泄漏量大的问题,对风机用机液伺服阀芯处的配合间隙流场进行了分析。在阀芯为倒锥的情况下,分别研究了以角速度1 500 r/min高速旋转伺服阀的阀芯与阀套间的偏心量、阀芯的锥度等参数,对阀芯处的配合间隙流场的影响;采用仿真软件分析了不同阀芯偏心量与锥度阀芯配合间隙流场的变化情况,通过利用高速旋转集成式机液伺服液压缸动态性能仿真,对比分析了机液伺服阀芯配合间隙流场的特性,得出了集成式机液伺服阀芯偏心量与锥度的允许范围。研究结果表明:为了保证伺服阀的动态性能,确保系统具有良好的稳定性,机液伺服阀芯的偏心量不得超过0.01 mm,机液伺服阀芯倒锥的半径差不得大于0.015 mm;该结果可为机液伺服液压缸的结构优化分析奠定基础。     

电液谐振疲劳试验新方法

研究2D高频转阀控制液压缸实现谐振疲劳试验新方法。提出2D高频转阀控制单出杆液压缸谐振疲劳试验方案,2D高频转阀阀芯可以双自由度运动,阀芯旋转运动可以控制系统激振频率,阀芯轴向滑动可以控制系统输出载荷力幅值,液压缸无杆腔初始容积变化可以控制系统谐振频率。建立2D高频转阀、单出杆液压缸和阀控缸系统的数学模型,建立阀控缸系统的Simulink非线性仿真模型,仿真研究液压缸无杆腔定初始容积时阻尼对系统输出载荷力幅频特性、相频特性和系统流量的影响,及谐振工况时载荷力波形失真度和载荷力幅值控制方法。试验结果验证了电液谐振疲劳试验新方法的可行性。该方案能有效提高电液疲劳试验的谐振频率,拓展电液高频疲劳试验机在工程领域的应用范围。     

1000 L/min 2D伺服阀实验研究

2D伺服阀采用伺服螺旋机构实现阀芯的角位移转换为阀芯的轴向位移。采用2D阀的结构方案实现了1000 L/min大流量阀的设计。采用步进电机作为电 机械转换器,并采用位置和电流闭环来驱动阀芯转动。为了实现步进电机输出角位移连续可控采用了步进电机连续跟踪算法的控制方法并在步进控制中引入脉宽调制控制技术,并以此为基础搭建了试验平台,设计了以TMS320F2812作为CPU的2D伺服阀控制器。在分析该阀的结构和工作原理基础上,对该阀频率响应进行实验研究。实验表明：该阀具有良好的动态特性,在幅值为25%阀满开口的正弦信号输入下,相位滞后90°对应的频宽约为50 Hz 。     

2D伺服螺旋阀芯大行程位置控制的分析研究

2D伺服螺旋数字阀作为先导控制大流量高频响的换向阀,结构上利用2D阀的阀芯的双自由度运动,阀芯由步进电机驱动旋转,通过高低压孔的开口通断来改变敏感腔的压力,从而推动阀芯轴向运动。大流量高频换向阀的小阀芯与2D阀的阀芯由球头刚性连接,获得所需的大行程,驱动主阀芯运动。基于MATLAB建立2D阀的数学模型,该模型的仿真结果能较为准确地描述2D阀的动静态特征。     

2D数字伺服阀

2D数字伺服阀的阀体部分采用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转换为阀芯轴向运动,实现伺服阀液压功率放大,并利用步进电机驱动阀芯在一定的角度范围内运动实现电-机械信号的转换作用。为了保证步进电机作为电-机械转换器具有较高的响应速度和定位精度,应用DSP设计了一种嵌入式数字阀专用控制器,对其进行闭环伺服控制,保证对输入信号的连续快速跟踪,以该控制思想设计的电-机械转换器实现了对步进电机的控制,其频响达200Hz以上。为了获得2D数字伺服阀的性能,建立实验平台对阀的性能进行实验研究。实验结果表明,2D数字伺服阀具有良性的静态特性,其分辨率和滞环皆在1%以内,2D数字伺服阀同时还具有良好的动态特性,在幅值25%的最大阀开口的正弦输入信号下,对应-3dB频宽约为130Hz。     

阀控不对称液压缸系统改进控制策略研究

非对称液压缸具有占据空间小、制造简单且成本低廉等优点,在液压系统中应用极为广泛。但是,在液压伺服系统中,特别是在采用零开口伺服阀控制的阀控缸系统中,由于非对称液压缸活塞两侧的承压面积不同,当伺服阀阀芯在零开口附近做振荡时,液压缸两腔交替供油,活塞运动方向发生交替变化,此时液压缸两腔会产生压力突跳,产生系统振荡及爆振现象,严重时导致管道破裂等情况发生,不仅影响系统的稳定性,使系统无法正常工作,甚至导致液压系统及主机结构破坏。该问题在采用液压系统计算机仿真设计时很容易被忽略,造成设计失败。分析一个实际零开口对称伺服阀控不对称液压缸的液压系统设计案例,对对称阀控制不对称液压缸进行了不相容性分析,明确系统产生"爆振"的原因,以及提出该设计失败后的改进方案。     

立式非对称液压缸输出力控制系统的状态方程研究

研究在一定作用力下试件的动态特性时需要对非对称液压缸力控制系统进行研究。以液压缸输出力为加载控制对象,考虑到立式液压缸的活塞重量对系统的影响,分别从非对称液压缸正、反行程两方面对其进行了研究。在讨论了伺服阀的负载压力—流量特性、油缸负载流量方程和油缸的力方程三方面的基础上,建立了液压缸输出力和伺服阀阀芯位移之间的状态方程。     

数字安全阀

在电液自动装置中,由小功率步进电机控制的数字系统得到了广泛应用。目前,工业企业中相当数量的数控机床装备有该传动装置。 图1为M(?)一10/3C21型数字安全阀,它由主阀和控制阀两部分组成。压力回路中的油液通过孔14流入阀芯2的下腔,然后由小孔13流人阀腔3内,再由此流入孔1和伺服阀。伺服阀包括:锁闭调节元件