电液伺服阀故障诊断及特性仿真研究

发布时间：2020-10-18 02:06

　　 电液伺服阀因其优良的静动态性能和控制精度而广泛应用于航空航天、冶金、船舶等领域。由于电液伺服阀的高采购价值属性,其维护的经济价值是巨大的。故障诊断是维护过程的核心内容。然而,以维护为目标的专业化伺服阀故障诊断设备目前处于广泛缺失的状况。基于此背景,本文提出了一种电液伺服阀故障诊断解决方案:以仿真及测试数据为基础构建伺服阀故障特征数据库,以便携式伺服阀测试系统作为故障特征采集终端,以神经网络算法实现故障特征匹配,完成跨空间远程采集伺服阀的运行参数和故障诊断。本文主要研究了电液伺服阀故障特征数据库的建立和故障信息采集终端的功能分析及测试系统的方案设计。对两种典型结构伺服阀进行理论分析、故障模拟及实验研究,获取基本的伺服阀故障特征信息,为建立开放型故障样本数据库打下基础;本文还提出了一种便携式伺服阀性能自动检测的整体工程解决方案作为伺服阀故障诊断数据采集终端。以期对伺服阀的维护及设计生产提供理论指导并创造经济效益。本文主要研究内容有:(1)喷挡式和直驱式两类伺服阀仿真模型的建立。详细分析了两种结构伺服阀的工作原理和结构特征,用机理法建立了伺服阀各组件的传递函数,并运用AMESim搭建了整阀仿真模型,为后续伺服阀的故障模拟奠定了理论基础。(2)伺服阀特性及典型故障的仿真。首先,运行仿真模型以获取其关键参数对伺服阀静动态性能的影响规律;然后,对伺服阀常见的堵塞、磨损及机械零部件缺陷等三种典型故障进行仿真分析,获取故障特征的理论样本曲线。(3)便携式伺服阀性能测试系统设计。首先,根据伺服阀测试国标及工程实际,分析了测试系统的功能要求,完成了电液控制总体设计方案;其次,完成了元件计算选型及设备结构布局等详细设计方案;最后,分析研究测试软件的总体方案,给出了上下位机软件流程图和便携式电液伺服阀性能测试系统的软件设计方案构架。(4)伺服阀测试及故障诊断实验研究。首先,进行便携式伺服阀测试系统测量精度实验,验证测试系统测量精度要求;其次,进行喷挡阀和直驱阀的静动态性能测试,对比验证仿真模型的正确性,为伺服阀故障特征数据库提供故障特征的测试样本曲线;最后,基于大量实验基础,验证故障模拟仿真结果的准确程度并总结伺服阀常见故障的表现型式和故障原因,建立伺服阀故障特征数据库。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH137.52
【部分图文】：

类型有力反馈、压力反馈、电反馈及动压反馈[9]。分——电反馈伺服阀特有的组成部分。的分类使用的电液伺服阀不计其数，按照分类标准的不同可电液伺服阀的具体机械结构将其分为以下三类：喷挡阀[10]。伺服阀阀结构如图 1.1 所示，没有信号输入时，控制线圈内用下不产生力，衔铁不受力作用，挡板及阀芯均处于号输入时，控制线圈内有电流通过，在永久磁铁的磁向一侧，挡板偏离初始中间位置[11]，两侧喷嘴挡板输出， 其压差使阀芯向某一侧运动，直到在某一点重新达套开口度，从而输出不同的流量和压力。

图 1.2 射流管式电液伺服阀结构Fig.1.2 Jet tube type electro-hydraulic servo valve structure式电液伺服阀伺服阀结构如图 1.3 所示，无先导级，是一个单级阀。组成，即直线力电动机、滑阀组件和电控放大板组件[12]极和直动衔铁组成。没有信号输入时，直线力电动机不用下处于伺服阀机械零位，伺服阀没有输出。有信号输大调制输入到直线力电动机上，产生驱动力克服弹簧片LVDT 产生阀芯位移信号并反馈到控制电路板构成一个闭位置。

图 1.2 射流管式电液伺服阀结构Fig.1.2 Jet tube type electro-hydraulic servo valve structure驱式电液伺服阀液伺服阀结构如图 1.3 所示，无先导级，是一个单级阀。直分组成，即直线力电动机、滑阀组件和电控放大板组件[12]。磁极和直动衔铁组成。没有信号输入时，直线力电动机不产作用下处于伺服阀机械零位，伺服阀没有输出。有信号输入放大调制输入到直线力电动机上，产生驱动力克服弹簧片弹 LVDT 产生阀芯位移信号并反馈到控制电路板构成一个闭环定位置。
【参考文献】

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本文编号：2845636