中小流量2D电液数字伺服阀及其控制器的改进与研究

发布时间：2017-06-03 03:01

  本文关键词：中小流量2D电液数字伺服阀及其控制器的改进与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电液伺服系统综合了电气和液压两方面的优点,具有功率质量比大、响应速度快、输出力矩大、信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点。因此在要求设备质量轻,负载大又需要响应速度快的场合最为适合,其应用已遍及军事工业和民用工业的各个领域,比如火箭、飞机与船舶舵机的控制、材料试验机及其他实验机的压力控制等。而伺服阀作为电液伺服系统中的重要的控制元件,在某种定程度上决定了整个系统的工作性能。2D数字伺服阀相比较其他伺服阀具有结构简单、抗污染能力强、动态性能好等特点。 本论文以阀套式的中小流量2D电液数字伺服阀及其控制器为研究对象,对2D数字伺服阀结构进行数学建模并加以仿真分析,对电-机械转换器、传动机构、阀套等结构作了大量的改进与研究,以满足了工业化生产的需求。并对数字控制器进行了改进设计,进一步完善了控制性能。 本研究主要内容和成果如下： 第一章,概述了电液控制技术和电-机械转换器在国内外发展概况及研究现状,同时说明了本论文的研究目的与意义。 第二章,研究了2D数字伺服阀的结构与工作原理,建立了2D数字伺服阀伺服螺旋机构的数学模型,通过MATLAB软件进行仿真得到各种参数对2D数字伺服阀性能的影响。 第三章,对中小流量2D数字伺服阀的电-机械转换器、阀套、阀芯等结构进行了改进设计与理论上的分析计算。 第四章,对2D数字伺服阀的数字控制器进行了硬件及软件上的改进设计,从而进一步完善2D数字伺服阀的控制性能。 第五章,搭建了2D数字伺服阀的实验平台,测试了阀的动静态性能,实验得出电-机械转换器的频宽为260Hz,测得6通径2D数字伺服阀的频宽为110Hz,阶跃响应上升时间为10ms,说明2D数字伺服阀具有较高的响应速度和优良的动态性能。 第六章,总结了本论文的主要工作内容,并对更深层次的研究提出了展望。
【关键词】：电液伺服系统 中小流量2D数字伺服阀 数字控制器 静动态特性
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 液压技术的概述10
• 1.2 电液控制技术的发展概况10-14
• 1.3 电-机械转换器的发展概况14-20
• 1.3.1 传统的电-机械转换器14-17
• 1.3.2 新型的电-机械转换器17-20
• 1.4 本课题研究的意义及任务20-21
• 1.5 本章小结21-22
• 第2章 2D数字伺服阀的建模及性能仿真22-36
• 2.1 2D伺服阀的定义及工作原理22-23
• 2.2 弓形2D伺服阀的输入输出特性23-25
• 2.3 弓形2D伺服阀导控级的零位泄漏特性25-27
• 2.4 弓形2D伺服阀动态特性研究27-31
• 2.4.1 伺服阀的数学模型27-29
• 2.4.2 线性化分析29-31
• 2.5 弓形2D伺服阀的性能仿真31-35
• 2.5.1 频率响应仿真31-33
• 2.5.2 阶跃响应仿真33-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第3章 2D数字伺服阀的结构改进与研究36-52
• 3.1 电-机械转换器的改进设计36-40
• 3.1.1 电机支架的设计36-37
• 3.1.2 铜套的设计37-38
• 3.1.3 电-机械转换器固定方式的改进38-39
• 3.1.4 步进电机的定制39-40
• 3.2 传动机构的改进设计40-43
• 3.2.1 传动与复位机构的改进41-42
• 3.2.2 轴向复位弹簧的设计准则与计算42-43
• 3.3 2D阀的改进设计43-50
• 3.3.1 阀芯的改进设计43-45
• 3.3.2 阀套的改进设计45-46
• 3.3.3 阀体的改进设计46-49
• 3.3.4 密封圈的选用49-50
• 3.3.5 2D数字伺服阀的装配设计50
• 3.4 本章小结50-52
• 第4章 2D数字伺服阀数字控制器的设计52-64
• 4.1 数字控制器的硬件设计52-60
• 4.1.1 DSP控制模块52-54
• 4.1.2 步进电机驱动模块54-56
• 4.1.3 位置信号检测模块56-57
• 4.1.4 步进电机相电流检测模块57-58
• 4.1.5 电源电路模块58-60
• 4.2 数字控制器的软件设计60-63
• 4.2.1 软件设计的总体方案60-61
• 4.2.2 EVA中断程序的软件设计61
• 4.2.3 过流保护程序的软件设计61-62
• 4.2.4 ADC中断程序的软件设计62
• 4.2.5 SPI中断程序的软件设计62-63
• 4.3 本章小结63-64
• 第5章 实验研究64-76
• 5.1 电-机械转换器的实验特性64-68
• 5.1.1 实物平台的搭建64-65
• 5.1.2 电-机械转换器的动态特性65-68
• 5.2 2D数字伺服阀的实验特性68-74
• 5.2.1 试验台的搭建68-69
• 5.2.2 2D数字伺服阀的静态特性实验69-72
• 5.2.3 2D数字伺服阀的动态特性实验72-74
• 5.3 本章小结74-76
• 第6章 总结与展望76-78
• 6.1 总结76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-80
• 致谢80-82
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：417085