斜槽型2D数字伺服阀及其控制器的研究

发布时间：2017-10-19 22:20

  本文关键词：斜槽型2D数字伺服阀及其控制器的研究

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【摘要】：近年来,随着计算机、微电子技术的不断发展,液压技术越来越多的与之相结合,提高了液压技术的数字化程度,使得液压技术得到空前发展。而电液数字伺服阀就是其产物,电液数字伺服阀又是液压系统中关键控制元件,决定了液压系统的主要性能。电液伺服阀具有响应速度快、控制精度高以及功率-重量比大等优点,被广泛运用在航空航天、军工和船舶等领域。2D数字伺服阀与其他数字伺服阀相比具有结构简单、成本低、抗污染能力强、导控级与功率级一体、滞环小、泄漏量小以及良好的静动态特性等优点。2D数字伺服阀已运用在激振台、航空航天以及船舶等领域。本论文设计了16mm通径的斜槽型2D数字伺服阀,该阀采用斜槽和高压孔槽、低压槽形式的导控级,利用步进电机作为电-机械转换器,通过摆轮摆杆机构进行传递,从而控制阀心运动。并设计了用于斜槽型2D数字伺服阀的数字控制器。本论文主要研究内容和成果如下:1.研究了斜槽型2D数字伺服阀的工作原理,为了提高先导级的控制流量和2D阀频率响应设计了面积梯度较大的斜槽型与高压孔槽、低压槽作为先导级并且先导级和功率级为一体的2D阀,从而实现阀心双自由度运动。2.建立斜槽型2D数字伺服阀数学模型,利用MATLAB软件仿真斜槽型2D数字伺服阀静动态特性以及各参数对频率特性的影响,优化结构设计,设计双摆轮阶跃机构并进行阶跃实验。3.对斜槽型2D数字伺服阀的数字控制器进行了硬件及软件设计,从而进一步完善2D数字伺服阀的控制性能。4.对斜槽型2D数字伺服阀进行实验研究,测试静动态各个性能。实验结果显示斜槽型2D数字伺服阀具有很好的特性。
【关键词】：2D伺服阀 斜槽型 数字控制 静动态特性
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-26
• 1.1 液压技术的概述10-11
• 1.2 电液伺服阀的发展11-24
• 1.2.1 伺服阀的历史12-13
• 1.2.2 伺服阀的性能13-14
• 1.2.3 常用伺服阀的研究现状14-20
• 1.2.4 电-机械转换器的研究现状20-24
• 1.3 选题的意义及研究内容24-25
• 1.4 本章小结25-26
• 第2章 斜槽型 2D数字伺服阀工作原理与结构设计26-44
• 2.1 斜槽型 2D数字伺服阀的工作原理26-29
• 2.1.1 斜槽型伺服螺旋机构的工作原理26-27
• 2.1.2 斜槽型 2D数字伺服阀的工作原理27-28
• 2.1.3 2D数字伺服阀的特点28-29
• 2.2 斜槽型 2D数字伺服阀的结构设计29-43
• 2.2.1 主阀体模块的设计29-34
• 2.2.2 机械传动机构模块设计34-40
• 2.2.3 电-机械转换器模块设计40-43
• 2.3 本章小结43-44
• 第3章 斜槽型 2D数字伺服阀导控级研究44-60
• 3.1 斜槽型 2D数字伺服阀导控级的数学建模44-50
• 3.1.1 斜槽型 2D数字伺服阀导控级数学模型44-47
• 3.1.2 斜槽型 2D数字伺服阀模型的线性化47-50
• 3.2 斜槽型 2D数字伺服阀导控级的仿真分析50-54
• 3.2.1 频率响应仿真分析50-53
• 3.2.2 工作特性影响因素分析53-54
• 3.3 斜槽型 2D数字伺服阀导控级阶跃响应实验分析54-58
• 3.3.1 摆轮式阶跃响应实验装置54-55
• 3.3.2 摆轮式阶跃响应实验结果55-58
• 3.4 本章小结58-60
• 第4章 斜槽型 2D数字伺服阀数字控制器的设计60-72
• 4.1 数字控制器的硬件设计60-67
• 4.1.1 电源电路模块61-62
• 4.1.2 DSP控制模块62-64
• 4.1.3 步进电机驱动模块64-65
• 4.1.4 信号检测模块65-67
• 4.2 数字控制器的软件设计67-70
• 4.2.1 软件设计的总体方案67-68
• 4.2.2 EVA中断程序的软件设计68-69
• 4.2.4 ADC中断程序的软件设计69
• 4.2.5 SPI中断程序的软件设计69-70
• 4.3 本章小结70-72
• 第5章 斜槽型 2D数字伺服阀实验研究72-84
• 5.1 测试系统的建立72-76
• 5.1.1 测试实验条件73
• 5.1.2 实验平台搭建及各个组成部分73-76
• 5.2 电-机械转化器实验研究76-78
• 5.3 16mm通径斜槽型 2D数字伺服阀特性研究78-83
• 5.3.1 16mm通径斜槽型 2D数字伺服阀空载流量特性的研究78-79
• 5.3.2 16mm通径斜槽型 2D数字伺服阀零位泄漏特性的研究79-81
• 5.3.3 16mm通径斜槽型 2D数字伺服阀的动态特性81-83
• 5.4 本章小结83-84
• 第6章 总结与展望84-86
• 6.1 研究总结84-85
• 6.2 展望85-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-92
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果92

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本文编号：1063673