微型嵌入式气动阀的动态特性研究

发布时间：2017-09-13 12:24

  本文关键词：微型嵌入式气动阀的动态特性研究

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【摘要】：随着数字化控制技术的迅速发展,针对数字/伺服阀控压力系统的控制方法目前研究较多的是直接数字化控制方法。本文针对现有的气动控制阀不足之处,重新设计阀的关键结构,缩小阀的整体尺寸。该气动阀结构简单,适用范围广,制造成本低,便于连续对其控制,并且在工业气压控制系统中具有应用前景。本文的主要内容如下:1、基于查阅文献与理论分析,通过介绍气动阀的分类及工作原理,结合设计开关阀的依据,确定微型嵌入式气动阀的结构形式。并依据此,确定阀芯结构、电-机械转换装置、阀口密封方案。进一步对阀体、电磁铁部分进行结构设计与参数的初步确定。2.对微型嵌入式气动阀的电磁部分、动铁芯部分、流体部分进行理论系统建模,将气动阀中的关键部件电磁铁进行磁路分析以及磁场仿真分析,研究影响气动阀的动态性能的因素,并对动铁芯结构参数进行优化设计。3.搭建实验平台,对设计的样品进行性能测试。分别测试了微型嵌入式气动阀的气密性实验、不同大小容器的压力特性实验、流量实验。根据实验结果与设计目标的差异进行分析,为以后的研究设计提供依据。
【关键词】：微型嵌入式气动阀 结构设计 仿真分析 性能测试
【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】：TH138.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 气动控制技术及气动控制元件概述10-12
• 1.1.1 气动控制技术概述10-11
• 1.1.2 气动控制技术的发展概述11-12
• 1.1.3 气动控制元件概述12
• 1.2 课题国内外研究现状12-19
• 1.2.1 国外研究状况13-17
• 1.2.2 国内研究现状17-19
• 1.3 课题研究背景、意义和主要内容19-20
• 1.3.1 课题研究背景19
• 1.3.2 课题研究意义19-20
• 1.3.3 课题的主要研究内容20
• 1.4 本章小结20-22
• 第2章 微型嵌入式气动阀的结构设计22-38
• 2.1 引言22
• 2.2 设计目标22
• 2.3 气动开关阀分类及原理分析22-24
• 2.4 气动开关阀设计依据24-25
• 2.5 二位二通微型嵌入式气动阀的结构方案25-27
• 2.5.1 阀芯结构的设计方案25-26
• 2.5.2 阀口密封形式的设计方案26-27
• 2.5.3 电-机械转换部件的选择方案27
• 2.6 微型嵌入式气动阀关键结构参数设计27-30
• 2.6.1 阀口的参数设计27-28
• 2.6.2 阀体的总体参数设计28-30
• 2.7 微型嵌入式气动阀电磁铁的设计30-36
• 2.7.1 微型嵌入式气动阀电磁铁结构类型30-32
• 2.7.2 微型嵌入式气动阀电磁铁结构参数设计32-34
• 2.7.3 电磁铁各个设计参数34-36
• 2.8 本章小结36-38
• 第3章 微型嵌入式气动阀的系统建模和动态特性仿真38-52
• 3.1 微型嵌入式气动阀的系统建模38-45
• 3.1.1 电路子模块分析38
• 3.1.2 磁路部分的分析38-39
• 3.1.3 动铁芯部分39-42
• 3.1.4 流体部分分析42-45
• 3.2 有限元方法简介45
• 3.3 开关阀电磁场有限元仿真45-48
• 3.3.1 电磁场基本理论46-47
• 3.3.2 Ansoft Maxwell静磁场分析理论47-48
• 3.4 微型嵌入式气动阀电磁铁数值仿真48-50
• 3.5 本章小结50-52
• 第4章 微型嵌入式气动阀动态特性及影响因素分析52-58
• 4.1 气动阀动态性能概述52
• 4.2 气动阀动态特性影响因素分析52-56
• 4.2.1 保持安匝数的影响53
• 4.2.2 激励电压的影响53-54
• 4.2.3 线圈匝数的影响54
• 4.2.4 电磁铁工作气隙的影响54-55
• 4.2.5 占空比的影响55-56
• 4.3 开关阀动态特性仿真总结56
• 4.4 本章小结56-58
• 第5章 微型嵌入式气动阀性能测试实验分析58-68
• 5.1 气动阀性能试验装置及原理58
• 5.2 基于微型嵌入式气动阀的实验系统概述58-62
• 5.2.1 实验系统的总体组成58-59
• 5.2.2 实验平台的硬件组成59-62
• 5.3 气密性实验62-64
• 5.3.1 实验设备62
• 5.3.2 实验方案62-63
• 5.3.3 实验数据及分析63-64
• 5.4 不同大小的容器压力特性实验64-66
• 5.4.1 实验设备64-65
• 5.4.2 实验方案65
• 5.4.3 实验数据及分析65-66
• 5.5 流量特性实验66-67
• 5.5.1 实验设备66
• 5.5.2 实验方案66-67
• 5.5.3 实验数据及分析67
• 5.6 本章小结67-68
• 第6章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74

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本文编号：843717