基于位移流量反馈原理的电液比例流量阀特性研究

发布时间：2017-05-10 06:03

  本文关键词：基于位移流量反馈原理的电液比例流量阀特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：插装式比例流量阀具有低泄漏、通流量大、结构简单、成本低等优点，在近几十年获得了迅猛发展。上世纪80年代Andersson教授提出基于位移-流量反馈原理的Valvistor阀，其主阀输出流量是先导阀流量的线性放大，已在各工业领域中获得广泛应用。因此对影响其静动态性能及稳定性的结构参数进行研究，对该类型阀的设计与性能的提高具有重要的理论意义。 本文首先对Valvistor阀进行理论分析，根据该阀的工作原理与流量连续性方程，建立了该阀的非线性数学模型，通过合理假设及线性化处理，将其简化为一个一阶系统，由劳斯判据得出该阀稳定性条件，利用数学模型分析了各参数对阀芯稳定性及静动态性能的影响，之后使用Matlab绘制该系统的根轨迹图，通过根轨迹对该阀的性能与稳定性进行分析，并与代数判据结果进行对比，为仿真与实验提供理论指导。 搭建了二级插装式比例流量阀的实验台，使用dSPACE进行数据采集，对其先导阀及主阀静动态特性进行实验研究。使用SimulationX仿真软件搭建了Valvistor阀的仿真模型，由于先导阀结构参数未知，将实验数据导入仿真模型中，使用实验数据对仿真模型进行修正，仿真结果与实验结果相符，验证了仿真模型的正确性。利用实验台与仿真模型对Valvistor电液比例流量阀的静动态特性进行了详细研究，得到流量特性与位移特性曲线，获得动态阶跃响应与伯德图，阀的工作频宽约12Hz，，频响曲线不存在谐振峰值，表现出典型的一阶环节特性，实验结果与理论分析一致。实验与仿真结果表明随着主阀进出口压差、反馈窄槽面积梯度的增大，主阀芯响应速度加快，但会降低系统稳定性，控制腔体积越小，该阀稳定性越好。实验与仿真结果同理论分析结果相符，验证了理论分析的正确性。 现有的压差补偿型电液比例调速阀对流量的控制精度不高，负载突变时存在瞬时流量冲击与超调，而流量的动态检测又不容易实现，本文将压差—电气—位移补偿原理应用于Valvistor阀，构成压差变化位移校正型比例调速阀，实现对流量的精确控制，通过实验与仿真对该原理调速阀进行了详细研究，结果表明新原理阀流量控制精度较高，负载突变时瞬时超调量小。
【关键词】：Valvistor阀 稳定性 插装阀特性 流量控制
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 比例流量阀研究综述11-16
• 1.2.1 比例节流阀研究现状11-14
• 1.2.2 插装阀稳定性研究综述14-15
• 1.2.3 调速阀研究现状15-16
• 1.3 课题主要研究内容16-18
• 第二章 Valvistor 电液比例流量阀工作原理及数学模型18-34
• 2.1 Valvistor 阀工作原理18-19
• 2.2 数学模型19-26
• 2.2.1 静态数学模型20-22
• 2.2.2 动态数学模型22-26
• 2.3 稳定性判据26-27
• 2.4 根轨迹分析27-33
• 2.4.1 根轨迹简介27-28
• 2.4.2 反馈窄槽宽度 Wc对根轨迹影响28-29
• 2.4.3 控制腔体积对根轨迹影响29-31
• 2.4.4 主阀口压差对根轨迹影响31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 实验台及仿真模型34-42
• 3.1 基于 SimulationX 的仿真模型34-37
• 3.1.2 先导阀子系统35
• 3.1.3 主阀子系统35-36
• 3.1.4 动力源36-37
• 3.1.5 加载装置37
• 3.2 实验原理及方法37-40
• 3.2.1 实验原理及方法38-39
• 3.2.2 实验内容39-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第四章 Valvistor 电液比例流量阀特性研究42-60
• 4.1 稳态特性分析42-47
• 4.2 动态特性分析47-49
• 4.3 阀芯参数对其性能及稳定性影响49-58
• 4.3.1 主阀预开口量 xi对阀芯性能及稳定性的影响50-54
• 4.3.2 反馈窄槽宽度 wc对阀芯性能及稳定性的影响54-56
• 4.3.3 控制腔体积 Vc对阀芯性能及稳定性的影响56-57
• 4.3.4 进出口压差Δp 对阀芯性能及稳定性的影响57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 压差位移电闭环补偿型调速阀的实验与仿真研究60-70
• 5.1 压差位移电闭环补偿原理60-61
• 5.2 压差位移电闭环调速阀数学模型61-63
• 5.3 新型比例流量阀仿真模型63-64
• 5.4 实验及仿真结果分析64-68
• 5.5 本章小结68-70
• 第六章 论文总结与工作展望70-72
• 6.1 论文总结70-71
• 6.2 工作展望71-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 权龙,李风兰;液压晶体管Valvistor—可连续比例控制的新型插装阀[J];工程机械;1995年06期

2 路甬祥;周洪;;电液、电气比例控制技术的新进展[J];机床与液压;1988年03期

3 冀宏,傅新,杨华勇;几种典型液压阀口过流面积分析及计算[J];机床与液压;2003年05期

4 权龙;压差变化位移力反馈校正比例调速阀研究[J];机床与液压;1994年04期

5 胡均平,吴伟辉,朱桂华,罗春雷;新型高精度大通径电液比例调速阀的研究[J];机械设计与研究;2004年01期

6 胡均平,吴伟辉,朱桂华,罗春雷;压差-电气-面积补偿型高压大流量电液比例调速阀的研制[J];机械传动;2004年02期

7 冀宏,傅新,杨华勇;非全周开口滑阀稳态液动力研究[J];机械工程学报;2003年06期

8 庞俊峰;权龙;金正府;张宇;;插装式电闭环比例节流阀的特性研究[J];流体传动与控制;2011年03期

9 张弓;于兰英;吴文海;柯坚;;电液比例阀的研究综述及发展趋势[J];流体机械;2008年08期

10 王荣杰;两种减压调速阀的对比分析[J];煤矿机电;2001年05期

  本文关键词：基于位移流量反馈原理的电液比例流量阀特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：354125