基于双电液阀反极性串联方式的气体压力精确控制方法

发布时间：2022-01-06 07:38

　　针对气体因为刚度小、高压缩比等特点而无法进行气体压力精确动态跟踪与稳态控制的问题,提出了进、排气口双电液阀控制的方式,并在此基础上将控制阀芯执行器的两个伺服阀采用反极性串联的电气连接方式,由一个控制通道进行伺服控制,以保证气体压力动态跟踪及稳态控制精度。试验测试结果表明,采用该种控制方式,气体压力动态跟踪性能好,稳态控制最大误差为 0.625%。 

【文章来源】：集成电路应用. 2020,37(06)

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【部分图文】：

压力控制气动原理图

电液控制阀用于精确控制腔内气体压力。其阀芯作动器连接液压作动筒,作动筒由液压伺服阀进行控制。如图 2 所示为电液控制阀实物图。当气动原理与电液控制阀、气动调节阀选型确定后,电液控制阀的控制回路连接方式将直接影响到控制精度。理想的控制过程是:当腔内充压时,根据 PID 控制原理,进气阀逐渐打开,同时排气阀由打开状态逐渐减小阀开度,直至保载状态时排气阀处于较小开度的动态调整状态。保压过程中,排气阀处于一个较小开度的动态调整过程,以保持腔内气体压力。卸压过程中,排气阀由关闭状态逐渐打开,同时进气阀由打开状态逐渐关闭,直至腔内压力降低到卸载压力。

根据上述控制过程描述,本控制方案采用双伺服阀反极性串联的控制回路电气连接方式,如图 3 所示。两伺服阀控制信号均为电流型,通过反极性串联的连接方式,由一个控制通道进行控制,形成类似“跷跷板”式控制原理。这种控制方式的特点是:同一控制信号输出保证了任何时刻两电液阀接收到的控制信号严格相反,从而在两电液阀机械、液压结构相同的前提下,使得控制信号同步,以实现理想的压力动态跟随及稳态控制特性。需要注意的是,测试过程中需要给系统提供一个压力稳定的高压气源,一般通过空气压缩机及储气罐的形式实现,空气压缩机流量、试验管路壁厚及直径通过试验所需最高流量及压力确定。


本文编号：3572038