大型阀门数字式电液比例控制系统的研究

发布时间：2017-04-26 12:19

  本文关键词：大型阀门数字式电液比例控制系统的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：阀门驱动装置在工业生产自动化中占有重要地位,随着阀门的大型化和生产过程的自动化,各行各业对各种阀门驱动装置的控制性能要求也越来越高。电液比例控制技术以其控制精度高、响应速度快、体积小、输出力大等特点广泛应用于大型阀门驱动控制与工业自动化生产中。 论文针对大型阀门驱动装置的比例控制技术展开研究,以数字式电液比例控制系统为研究对象,以提高大型阀门的比例控制性能为研究目标,提出了基于数字式电液比例控制系统的大型阀门驱动装置的结构与组成；通过对数字式电液比例控制系统全面研究,进行了非线性与线性建模,利用AMESim系统仿真软件完成了仿真,探讨了不同结构参数对控制性能的影响,优选了结构参数；研制了基于数字式电液比例控制系统的大型阀门驱动系统的样机,并完成PLC电控系统的设计与编程；完成样机的性能测试,验证了仿真结果,理论分析与试验结果表明数字式电液比例驱动系统的性能达到设计要求。 有关章节内容分别如下： 第1章,在综合分析国内外文献的基础上,介绍了电液比例控制系统的原理、组成以及典型的电液比例位置控制系统。针对大型阀门驱动装置的比例控制系统,分析了大型阀门在工业生产自动化中的应用及回转驱动装置的研究现状,并介绍了典型的数字阀与回转阀的结构。最后,简要概括了本课题的研究意义和研究内容。 第2章,提出数字式电液比例控制系统的结构与组成,其输入为阀门阀芯的开度指定值,控制目标是使系统输出即阀门阀芯的开度值能跟随系统的输入。本章首先给出了数字式电液比例控制系统的总体结构与原理设计,再介绍各组成模块的结构、原理与关键零部件校核。 第3章,通过对数字式电液比例控制系统全面研究,进行了非线性与线性建模。并利用AMESim系统仿真软件进行建模、仿真分析,探讨不同结构与参数对系统特性的影响,优化设计。 第4章,论述了基于西门子S7-200的电气控制系统的设计方案及软、硬件实现方法,完成了电气控制系统的搭建,经过调试,该电气控制系统能满足系统的控制要求。 第5章,在理论与仿真分析的基础上,搭建试验系统对数字式电液比例控制系统,并进行性能测试,验证了数学模型和仿真结果,理论分析和试验结果表明该数字式电液比例控制系统的性能达到设计要求。 第6章,对主要研究工作和取得的成果进行了概括,并展望了下一步的研究工作和方向。
【关键词】：数字式电液比例控制 大型阀门 机械反馈 伺服转阀 建模与仿真分析 PLC 步进电机 试验
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH134;TH137
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-30
• 1.1 研究背景12-19
• 1.1.1 电液比例控制系统的原理及组成12-13
• 1.1.2 典型的电液比例位置控制系统13-15
• 1.1.3 大型阀门的应用15-19
• 1.2 阀门部分回转驱动装置19-22
• 1.2.1 气动驱动装置19
• 1.2.2 电动驱动装置19-20
• 1.2.3 电液驱动装置20-21
• 1.2.4 气液联动驱动装置21-22
• 1.3 数字阀与回转阀研究现状22-27
• 1.3.1 数字阀22-25
• 1.3.2 液压回转阀25-27
• 1.4 课题的研究意义与研究内容27-29
• 1.4.1 研究意义27-28
• 1.4.2 研究内容28-29
• 1.5 本章小结29-30
• 2 数字式电液比例控制系统的硬件组成及设计30-45
• 2.1 数字式电液比例控制系统原理及总体结构设计30-33
• 2.1.1 总体系统设计30-32
• 2.1.2 工作原理32-33
• 2.2 数字式电液比例控制系统主要硬件组成33-42
• 2.2.1 伺服转阀33-37
• 2.2.2 执行机构37-41
• 2.2.3 动力部分41-42
• 2.3 关键零部件校核与分析42-44
• 2.4 本章小结44-45
• 3 数字式电液比例控制系统建模与仿真分析45-72
• 3.1 数字式电液比例控制系统的数学模型45-56
• 3.1.1 伺服转阀模型45-48
• 3.1.2 伺服转阀控差动液压缸48-49
• 3.1.3 拨叉机构模型49
• 3.1.4 溢流阀模型49-50
• 3.1.5 蓄能器模型50
• 3.1.6 系统线性模型50-55
• 3.1.7 系统原理框图55-56
• 3.2 AMESIM仿真模型建立56-58
• 3.3 参数影响评估58-71
• 3.3.1 脉冲发送速度59-61
• 3.3.2 系统压力61-62
• 3.3.3 系统流量62-63
• 3.3.4 转阀面积梯度63-64
• 3.3.5 拨叉中心距64-65
• 3.3.6 负载扭矩65-66
• 3.3.7 不同设定角度66-68
• 3.3.8 蓄能器独立供油68-71
• 3.4 本章小结71-72
• 4 电气控制系统软硬件设计72-78
• 4.1 控制系统设计方案72-73
• 4.2 电气控制系统硬件设计73-75
• 4.3 电气控制系统软件设计75-77
• 4.3.1 PLC程序75-77
• 4.3.2 触摸屏编程77
• 4.4 本章小结77-78
• 5 数字式电液比例控制驱动装置实验研究78-85
• 5.1 实验目的和内容78
• 5.1.1 实验目的78
• 5.1.2 实验内容78
• 5.2 实验系统78-80
• 5.3 实验结论与分析80-84
• 5.3.1 静态实验80-81
• 5.3.2 动态实验81-84
• 5.4 本章小结84-85
• 6 总结与展望85-87
• 6.1 论文总结85-86
• 6.2 工作展望86-87
• 参考文献87-94
• 附录94-95

【参考文献】

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本文编号：328465