电液位置系统用高速电磁阀及其特性研究

发布时间：2017-12-09 10:21

  本文关键词：电液位置系统用高速电磁阀及其特性研究

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【摘要】：高速电磁阀以其结构简单，响应迅速、抗污染能力强等特点，广泛地应用于工业的各个领域。高速电磁阀采用了PWM控制方法，实现了电液系统的数字化，因此正在逐步代替价格昂贵的伺服阀。 以高速电磁阀作为主要研究对象，采用理论分析，数学建模，以及仿真分析相结合地方法，对高速电磁阀的空载流量和响应特性进行了深入的分析与研究，对高速电磁阀的商品化有较大的指导意义，并以高速电磁开关阀为基础搭建了新型的电液位置系统。 针对高速电磁阀的空载流量在理论上进行了分析，并利用AMESim软件建立了阀的模型，通过对仿真数据的整理与分析，得到的结论与理论分析一致，即高速电磁阀的空载流量与PWM信号周期无关，只与PWM信号占空比有关，占空比在17%～85%之间，两者之间有很好的线性关系。 高速电磁阀的核心部件—电磁铁进行了有限元分析，通过求解，得到了电磁力与阀芯位移的函数关系，为下一步的动态分析提供了必要的数据支持。本文在理论上对阀芯动作做了深入的分析，并在此基础上，分别在电、磁、运动三方面建立了阀的非线性数学模型，利用MATLAB软件中Simulink工具包仿真分析，得到了影响高速电磁阀动态响应的因素。通过多次的仿真实验，得到阀的最优关键数据。以优化过的数据为基础，利用MATLAB软件得到的伯德图证实了高速电磁开关阀的稳定性。为了延长阀芯寿命，，避免过多的碰撞，本文还分析了高速电磁阀在高频脉冲作用下的比例功能。通过仿真得到了有力的数据支撑，证明阀在高频脉冲信号下的精确比例功能是可行的。 为了满足高速电磁阀对电流的技术要求（大电流启动，小电流维持），本文采用了PWM调制式的驱动方式，并在不同占空比的PWM信号产生和驱动方式的原理都做了细致的分析，设计了实际的高速电磁阀驱动电路，然后通过仿真结果看到，实现了大电流启动，小电流维持的技术要求。 在高速电磁阀的基础上建立了一种新型的电液位置系统。通过对该系统的原理与模型分析，得出了该模型的传递函数。根据其开环传递函数求得了系统的稳定性的开环增益，并利用仿真得到的伯德图和尼柯尔斯图验证了系统的稳定性。为了实现液压缸的平稳启动和停止，对活塞的加速度进行了优化。然后分析了系统的误差来源与影响因素，为了消除电液位置系统的跟随误差，本文采用了预见控制策略，分别从理论和仿真两方面进行了分析，得到的仿真结果表明，该控制方法可以有效地提高电液位置系统的定位精度。
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH139

【参考文献】

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本文编号：1270060