2D比例阀关键技术的研究

发布时间：2017-05-02 01:12

  本文关键词：2D比例阀关键技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电液比例控制技术具有性能可靠、成本低、控制精度高和响应特性快等优点,在许多场合可取代电液伺服技术进行负载的位置、速度、力控制,因此获得广泛应用。比例阀的性能则代表着电液比例控制技术发展的水平。现有的比例阀有直动式和导控型两种方案。直动式比例阀受比例电磁铁输出推力限制,无法实现高压大流量控制;导控型比例阀结构复杂,需导控油液并且无法在零导控压力下工作。2D比例阀则是利用单个阀芯的旋转和滑动的双运动自由度而设计的伺服螺旋机构实现功率放大功能,将直动-导控功能优势集合于一体,相对其他比例阀具有结构简单、抗污染能力强、零位泄漏小、固有频率高、动态性能好等优点,因此,本文对2D比例阀的关键技术进行研究,主要研究内容如下:(1)为提高2D比例阀电-机械转换器的性能,创新设计了六叶片型旋转电磁铁,建立了理论模型,设计了实验方案,进行动静态特性的仿真和实验研究。结果表明六叶片型旋转电磁铁转矩基本恒定,约为0.04N.m;角位移满行程为12.5°,上升时间约为5ms。(2)为克服传统直动式单级电液阀难以实现高压大流量控制和导控型电液阀结构复杂的缺点,2D比例阀阀芯采用液压伺服螺旋机构,液压伺服螺旋机构具有响应速度快、固有频率高、动态性能好、结构简单等优点,可以实现阀芯的大行程、大推力控制,从而提高2D比例阀流量和响应速度。研究初始弓高、高低压孔半径、工作压力等参数对液压伺服螺旋机构快速性的影响,研究结果表明液压伺服螺旋机构的频响可达160Hz,阶跃响应上升时间约2.5ms。(3)鉴于当前LVDT(差动变压器式位移传感器,简称为LVDT)校正技术研究的不足,提出了一种基于支持向量机的LVDT校正技术,该项技术能在全量程范围内,提高传感器的线性度;并且能消除激励频率、传感器物理参数、工作温度对LVDT输出的影响。将不同位置下,不同激励频率、不同物理参数、不同工作温度和对应的LVDT输出信号作为训练数据,将训练得到的基于支持向量机的校正模型取代传统的校正电路以实现校正目的。结果表明:以0~10mm为全量程范围,其最大误差为0.125%。(4)搭建了2D比例阀性能测试平台,测试了2D比例阀导控级零位泄漏、流量特性以及动态特性。
【关键词】：2D比例阀 电-机械转换器 伺服螺旋机构 LVDT 支持向量机
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 电液比例控制技术概述11-13
• 1.1.1 电液比例控制技术的含义11
• 1.1.2 电液比例控制技术的特点11-12
• 1.1.3 电液比例控制技术的构成12-13
• 1.2 比例阀概述13-14
• 1.2.1 比例阀的特点13
• 1.2.2 比例阀的作用与分类13-14
• 1.3 国内外研究进展14-23
• 1.3.1 直动式比例阀14-16
• 1.3.2 先导式比例阀16-22
• 1.3.3 插装式比例阀22-23
• 1.4 课题的研究意义及研究内容23-25
• 1.4.1 课题研究意义23-24
• 1.4.2 研究内容24-25
• 第2章 六叶子型旋转电磁铁的研究25-37
• 2.1 引言25
• 2.2 六叶子型旋转电磁铁的结构原理25-26
• 2.3 六叶子型旋转电磁铁的磁路分析26-28
• 2.3.1 磁路分析方法26-27
• 2.3.2 磁阻与磁动势的计算27-28
• 2.4 六叶子型旋转电磁铁的静态特性仿真28-31
• 2.4.1 磁路建模28-30
• 2.4.2 有限元仿真30-31
• 2.4.3 静态特性仿真31
• 2.5 六叶子型旋转电磁铁的动态特性仿真31-33
• 2.5.1 数学建模31-33
• 2.5.2 动态特性仿真33
• 2.6 六叶子型旋转电磁铁实验研究33-36
• 2.6.1 转角-力矩特性实验33-34
• 2.6.2 阶跃响应实验34-36
• 2.7 本章小结36-37
• 第3章 伺服螺旋机构研究37-51
• 3.1 引言37
• 3.2 伺服螺旋机构原理37-38
• 3.3 伺服螺旋机构的转换特性研究38-39
• 3.4 伺服螺旋机构的参数研究39-50
• 3.4.1 伺服螺旋机构数学模型39-41
• 3.4.2 模型线性化41-45
• 3.4.3 伺服螺旋机构频率特性45-48
• 3.4.4 阶跃响应48-50
• 3.5 本章小节50-51
• 第4章 2D比例阀的数学模型与仿真51-59
• 4.1 引言51
• 4.2 2D比例阀的结构组成与性能优点51-55
• 4.2.1 2D比例阀主阀体结构52-55
• 4.2.2 2D比例阀的性能优点55
• 4.3 2D比例阀的数学模型与仿真55-58
• 4.3.1 2D比例阀的数学模型55-56
• 4.3.2 2D比例阀的仿真56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 基于支持向量机的LVDT校正技术研究59-67
• 5.1 引言59
• 5.2 LVDT的工作原理59-61
• 5.3 LVDT测量技术所存在的问题61-62
• 5.4 基于支持向量机的LVDT校正技术62-65
• 5.4.1 基于支持向量机的LVDT校正模型62-64
• 5.4.2 基于支持向量机的LVDT校正模型仿真64-65
• 5.5 本章小结65-67
• 第6章 2D比例阀实验研究67-77
• 6.1 引言67
• 6.2 2D比例阀测试系统的建立67-70
• 6.2.1 实验仪器及实验平台的搭建68-70
• 6.2.2 测试实验条件70
• 6.3 2D比例阀的实验研究70-75
• 6.3.1 2D比例阀空载流量特性的实验研究70-71
• 6.3.2 2D比例阀零位泄漏特性的实验研究71-73
• 6.3.3 2D比例阀动态特性的实验研究73-75
• 6.4 本章小结75-77
• 第7章 结论与展望77-79
• 7.1 结论77-78
• 7.2 创新点78
• 7.3 展望78-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-85
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果85

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本文编号：340013