二维（2D）比例压力阀及其数字控制器的设计与研究

发布时间：2020-12-17 14:59

　　2D比例压力阀具有结构简单、高精度、快速响应等诸多特点,成为当前电液控制领域的亮点技术之一,在航空航天以及军工领域具有极其广阔的应用前景。本文中2D比例压力阀设计的伺服螺旋机构,可以实现阀芯的旋转和直动,具有放大功率的功能,集直动—导控功能于一体。该阀以直流电机为电—机械转换器,具有成本低、便于控制等优点。本文研究的内容和成果如下:1.研究2D比例压力阀的结构和原理,并进行数学建模和理论分析。通过MATLAB软件对数学模型进行必要的仿真分析,研究了2D比例压力阀的动静态特性,为实现对2D比例压力阀控制方案的设计提供了理论指导。2.对2D比例压力阀的电—机械转换器建立了理论模型,用Simulink对电机及其双闭环控制系统进行了仿真,分析出主要是相位滞后限制了电机的频宽并设计了相位补偿算法拓宽了电机的频宽。进行了动态特性的实验研究,实验结果表明直流电机阶跃响应的时间约为5ms,动态特性良好。3.直流电机数字控制器的设计以STM32F405数字信号处理器为主控芯片,通过DRV8844电机驱动芯片驱动直流电机,并在程序设计中采用电流位置双闭环PID控制方法对直流电机进行精确控制;为降低高频时幅... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

动铁式力矩马达结构原理图

有效地解决了数字伺服阀发展的问题。运用该算法，实现了对步进电机连续角位移的控制。图1-4 为步进电机连续跟踪控制算法的效果图。偏心轮步进电机滑阀图 1-3 数字直动阀

1-左端盖 2-阀体 3-左弹簧挡圈 4-复位弹簧 5-右弹簧挡圈 6-阀芯 7-密封圈图 2-3 阀体模块三维图（1）阀体的设计图 2-4 为阀体外形图和剖视图，该 2D 比例压力阀阀体的设计，不但降低了阀的重量，而且使得阀体显得更加小型化；端盖通过螺钉与阀体固定，阀套通过过盈配合与阀体固连，阀芯与阀套之间通过间隙配合，实现阀芯的轴向运动。阀体内部变为斜槽形式，加工工艺简单，有利于 2D 比例压力阀的推广及产业化。

【参考文献】：
期刊论文
[1]数字液压阀及其阀控系统发展和展望[J]. 杨华勇,王双,张斌,洪昊岑,钟麒.  吉林大学学报(工学版). 2016(05)
[2]1000L/min 2D伺服阀实验研究[J]. 崔凯,李胜,阮健,孙杰,李祖华.  液压与气动. 2015(10)
[3]电液比例阀的结构原理与研究现状[J]. 卢文辉,李胜,吕敏健.  机床与液压. 2014(05)
[4]永磁同步电机反电动势系数测量方法的研究[J]. 陈宏,薛晓明.  电测与仪表. 2013(08)
[5]直动式电液伺服阀研究现状及发展趋势[J]. 张劲.  机械制造与自动化. 2012(06)
[6]伺服比例阀之浅见[J]. 吴寅生.  流体传动与控制. 2011(04)
[7]基于空心杯电机的SPWM与SVPWM研究[J]. 董大为,杨墨.  电机与控制应用. 2010(04)
[8]伺服比例阀的发展[J]. 黄增,金瑶兰,李博.  液压与气动. 2009(01)
[9]电液比例阀的研究综述及发展趋势[J]. 张弓,于兰英,吴文海,柯坚.  流体机械. 2008(08)
[10]高频响比例控制阀应用分析[J]. 刘青凤,杨军厚,刘辉.  机械工程师. 2007(10)

博士论文
[1]大流量高响应电液比例阀的设计及关键技术研究[D]. 傅林坚.浙江大学 2010
[2]直动式电液伺服阀关键技术的研究[D]. 李其朋.浙江大学 2005

硕士论文
[1]二维（2D）电液伺服阀用湿式力矩马达的研究[D]. 刘奎.浙江工业大学 2016
[2]大流量2D数字伺服阀控制器的研究[D]. 崔凯.浙江工业大学 2015
[3]基于多传感器信息融合的机器人姿态测量技术研究[D]. 万良金.北京交通大学 2015
[4]仿生液压四足机器人电液伺服控制系统的设计与研究[D]. 牛锴.北京理工大学 2015
[5]液压阀型式试验台控制特性的研究[D]. 王连.沈阳工业大学 2013
[6]数字型比例阀的仿真与试验研究[D]. 白子龙.长安大学 2012
[7]大流量高频响数字伺服阀[D]. 杨水燕.浙江工业大学 2012
[8]双电机驱动伺服系统控制方法研究[D]. 董奇林.西安电子科技大学 2011
[9]一种基于PWM控制的H桥功率驱动器的设计[D]. 吕连国.电子科技大学 2005
[10]压电驱动式双喷嘴电液伺服阀的研究[D]. 李鹏.吉林大学 2004



本文编号：2922236