工业蝶阀执行器电液系统的设计与研究

发布时间：2020-08-06 06:11

【摘要】：随着智能化控制技术的迅速发展,对阀门执行器提出了大力矩、长行程、高精度、稳定性好、快速切断、调节准确等较高的技术性能要求。为了实现这些要求,所以有必要研究一种具有体积小、推力大、节能环保等特点的工业蝶阀执行器,其结构特点、位移响应快慢以及控制器鲁棒性直接影响工作效果。本文针对工业蝶阀执行器电液系统进行研究与分析,将研究的最优工业蝶阀执行器电液系统应用到实际生产制造和工程实践中去。本文基于工业蝶阀执行器电液系统,进行了以下研究。首先,设计了工业蝶阀执行器液压系统和控制系统,对蝶阀的实际工况以及流量特性进行了分析。根据蝶阀的性能参数要求,对蝶阀执行器电液系统关键元件进行参数计算及选型;另外,对蝶阀执行器电液系统进行了稳定性分析,结果表明该电液系统相对稳定;对蝶阀关键零部件进行了结构设计。其次,以DN250中心蝶阀模型为研究对象,借助FLUENT流体分析软件进行了流场数值仿真计算,得到不同开度的流场变化情况,并分析流场的流速和压力;通过计算蝶阀流场不同的特性参数,绘制参数与开度之间的曲线关系图,分析并获取最适合蝶阀工作的开度范围。结果表明,蝶阀开度大于30°的情况下可以对管道流量进行调节,这样可以保持稳定工作;应选择蝶阀开度大于60°时工作;蝶阀开度为70°时,执行器上的蝶阀轴受到的扭矩最大。然后,构建了工业蝶阀执行器电液系统的仿真模型。在AMEsim软件中构建了电液系统的液压系统,对液压缸流量连续性方程进行分析并且设置关键参数,建立了无刷直流电机的模型并设置相关参数;设置液压泵和蓄能器的关键参数。在MATLAB/Simulink软件中构建了工业蝶阀执行器电液系统的控制系统,并进行参数设置。最后,在介绍AMEsim和MATLAB/Simulink联合仿真软件的基础上,通过控制策略优化目标。在MATLAB/Simulink软件中采用不同的控制方法分析执行器电液系统。以模糊基本原理为基础,阐明了模糊规则的选取方法,以便进行分析。采用不同的信号类型对系统的响应性能进行分析,即通过阶跃信号和阶跃转接正弦信号两种输入信号对电液系统进行分析。通过对比和仿真,结果表明模糊控制方法的鲁棒性和抗干扰能力有很明显的优势。
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH137
【图文】：

执行器

入了智能化时代。目前，英国、德国、瑞士、美国等在执行器的研究成果上有新。1、早期，日本在这方面开始了深入的钻研，例如东京工业大学研究的新型液器。该类执行器采用的的直驱式液压伺服控制系统达到了世界的最高水平，深受产制造领域的喜爱[4]。2、从 1970 年开始，美国的科研领域对执行器开始有了初步的研究[5]。3、直到 90 年代该技术发展比较成熟，将电液执行器应用到了战斗机的零部件一系列的试验，得出最好的使用效果，提高整体的性能[6]。4、美国的 KOSO 企业研制的 REXA 执行器如图 1-1 所示，很早进入中国国内市用双向泵与伺服电机的组合技术可以改善该执行器性能，用集成块来完成动作。5、韩国企业 PRMTECH 生产的新型液动执行器如图 1-2 所示，主要用在化工加工、船用工业、建筑、冶金等制造业中。采用内置式结构，减少油箱和液压管元，因此小体积，维护和更换方便，而且可以安装在狭小的空间。该执行器内置控制单元，可以对系统单元独立操作，应急性比较高。6、英国 Rotork 公司生产的液动执行器产品如图 1-3 所示。该执行器可以进行制。

执行器

液动执行器,执行器

工、船用工业、建筑、冶金等制造业中。采用内置式结构，减少油箱和液压，因此小体积，维护和更换方便，而且可以安装在狭小的空间。该执行器内制单元，可以对系统单元独立操作，应急性比较高。6、英国 Rotork 公司生产的液动执行器产品如图 1-3 所示。该执行器可以进。图 1-1 REXA 执行器图 1-2 PRMTECH 执行器

【参考文献】