快速定位开关阀结构设计与控制研究
本文选题:pwM神制 + 定位 ; 参考:《南京理工大学》2012年硕士论文
【摘要】:随着气动技术和计算机控制技术的不断发展和完善,气动技术在工业各领域得到越来越广泛的应用。流量控制阀是气动系统中的重要控制元件,本文以气动发动机中的流量控制为研究对象,基于PWM控制技术,设计一种快速定位开关阀总体结构,对其流量特性、响应特性及控制方式进行深入研究,为其下一步在气动发动机中的应用奠定了基础。 本文提出的基于PWM控制为基础的流量控制开关阀,从其阀芯定位原理入手,结合控制系统的指标,展开对其结构参数和控制模块的研究。以液压阻尼和电磁控制为基础并结合开关阀流量特性,对开关阀进行了设计。根据电磁特性和机械特性,建立阀芯位移运动方程,利用MATLAB/Simulink软件进行了数值仿真,分析各结构参数对开关阀性能的影响。采用STC11F04单片机及各驱动模块,设计了PWM占空比连续可调的输入信号,并以占空比为变量,研究了定位开关阀的位移可调范围。最后使用fluent软件进行了流场仿真,从其出口流量特性、控制灵敏度到流场流动的平稳性对流道进行了设计改善,进一步改善了开关阀的结构。 本课题的研究在气动控制技术领域有一定的理论意义,对产品研发有很好的实用价值。
[Abstract]:With the development and perfection of pneumatic technology and computer control technology, pneumatic technology has been more and more widely used in various fields of industry. Flow control valve is an important control element in pneumatic system. This paper takes the flow control of pneumatic engine as the research object, based on PWM control technology, designs an overall structure of fast positioning switch valve, and gives the flow characteristics of the valve. The research of response characteristics and control methods lays a foundation for its application in pneumatic engine. The flow control switch valve based on PWM control is put forward in this paper. Starting from its spool positioning principle and combining with the index of control system, the research on its structure parameters and control module is carried out. Based on the hydraulic damping and electromagnetic control and combined with the flow characteristics of the switch valve, the switch valve is designed. According to the electromagnetic and mechanical characteristics, the movement equation of valve core displacement is established. The numerical simulation is carried out by MATLAB / Simulink software, and the influence of structural parameters on the performance of the valve is analyzed. Using STC11F04 single chip microcomputer and each driving module, the input signal of PWM duty cycle can be continuously adjusted is designed, and the displacement adjustable range of position switch valve is studied with duty cycle as variable. Finally, the flow field is simulated with fluent software. The flow channel is designed and improved from the flow characteristics of the outlet, the control sensitivity to the steady flow of the flow field, and the structure of the switch valve is further improved. The research of this subject has certain theoretical significance in the field of pneumatic control technology, and has good practical value for product development.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH134
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,本文编号:2021387
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