高压气动通断阀多阀体相差流量调节技术研究

发布时间：2017-04-02 21:19

  本文关键词：高压气动通断阀多阀体相差流量调节技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在某些特殊的使用场合,一些特殊负载要在短时(例如在300ms以内)加速到期望的高速度,并且根据不同情况,对其发射的初始速度也要求进行适当的调节,这就需要高压驱动系统的重要控制类元件——高压气动通断阀具备快速大流量输出能力并能实现一定范围内流量的可调。为了实现以上功能,通常要增大主阀芯的直径,也相应地需要增加导阀和电磁铁的尺寸,这使得先导阀和主阀的响应时间延长,难以达到快速性的要求。本课题提出一种新的技术方法,其基本原理是采用多个能快速响应的小流量电磁阀,通过对每个阀进行开启的相位控制,使总的输出流量既能达到大流量需求,又能达到单个阀所具有的快速响应性,同时,还可以在一定范围内实现流量的拟线性调节,从而实现对负载驱动速度适度调节的目的。为此进行了相应的理论与实验研究。 本论文完成的主要研究工作如下： (1)为了研究高压气动阀的流量特性,建立了单个高压气动阀以及多阀体相差流量调节的数学模型,通过对理论模型的仿真计算,了解了气动阀在工作过程中的动态特性,为更好地分析调节参数与输出流量间的对应关系提供了理论基础。 (2)构建了针对高压气动阀多阀体相差流量调节技术研究所需要的实验系统平台,利用Labview软件编写了流量调节以及数据采集存储的程序。根据离散拟合方法建立了控制模型,以工作时刻Tw=300ms的瞬时输出流量为控制目标,相位差(φ1,φ2)作为调节变量,控制三个并联的相同阀按一定相位差(φ1,φ2)开启,对比不同调节方案的实验结果,确定较优调节方案并对其进行了误差分析,通过变压差实验验证了控制模型的准确性。 (3)构建了以气缸作为驱动机构的负载驱动实验系统平台,利用所建立的理论控制模型对气缸带有的特定负载在预定工作位置的发射速度进行调节,通过后续数据处理和对实验结果的分析,证明了该相差流量调节方法可以实现负载驱动机构运行最大速度以及一定范围内的速度调节功能,具有实用价值。
【关键词】：高压气动阀 相差流量调节 负载驱动系统 数学模型
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH134
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题的研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 高压气动技术发展应用概况9-10
• 1.2.2 高压大流量气动阀的研究现状10-11
• 1.2.3 流量调节技术的研究现状11
• 1.3 课题来源与主要工作内容11-13
• 2 高压气动阀基本流量特性分析13-27
• 2.1 高压气动阀的结构和工作原理13
• 2.2 高压气动阀的数学模型13-19
• 2.2.1 先导阀的数学模型13-15
• 2.2.2 主阀的数学模型15-19
• 2.3 基于Matlab/Simulink的流量特性分析19-26
• 2.3.1 系统模型的建立20-22
• 2.3.2 数学模型准确性的验证22-23
• 2.3.3 不同参数对输出流量的影响23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 多阀体相差流量调节方法的原理27-36
• 3.1 流量调节的理论基础27-32
• 3.1.1 单阀的流量表达式27-28
• 3.1.2 多阀体流量调节的相差方法及模型28
• 3.1.3 相差流量控制的仿真分析及流量-时间曲线28-32
• 3.2 基于离散拟合方法的流量调节模型32-35
• 3.2.1 离散拟合方法概述32-33
• 3.2.2 建立控制模型33-34
• 3.2.3 两种调节方案34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 4 相差流量调节技术的实验研究36-54
• 4.1 实验平台的构建36-42
• 4.1.1 实验方案概述36-37
• 4.1.2 硬件平台的构建37-39
• 4.1.3 实验系统软件平台的构建39-42
• 4.2 相差流量调节的实验结果及其分析42-47
• 4.2.1 调节方案的实验42-43
• 4.2.2 变压条件下的控制模型43-44
• 4.2.3 流量与相位差及流量-时间曲线的实验结果及分析44-47
• 4.3 采用相差流量调节方法的负载驱动实验47-52
• 4.3.1 负载驱动实验系统47-50
• 4.3.2 负载驱动实验过程50-52
• 4.4 本章小结52-54
• 5 结论与展望54-56
• 5.1 结论54-55
• 5.2 展望55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60
• 附录60

【参考文献】

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本文编号：283183