新型電液比例閥的設(shè)計及其控制方法的研究.pdf

1、電液比例閥是實現(xiàn)電液比例控制技術(shù)的關(guān)鍵控制器件。由于其較好的控制精度和穩(wěn)定性，電液比例閥已開始逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制閥。 電液比例壓力控制閥是電液比例閥中的一種，其功用是對液壓系統(tǒng)中的油液壓力進(jìn)行比例控制，進(jìn)而實現(xiàn)對執(zhí)行器輸出力或輸出轉(zhuǎn)矩的比例控制。論文在參照國內(nèi)外成熟產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，運用現(xiàn)代設(shè)計方法和分析手段設(shè)計了一種新型比例壓力閥的結(jié)構(gòu)。首先，設(shè)計了十幾種閥芯和閥腔的幾何結(jié)構(gòu),根據(jù)計算流體力學(xué)的理論，對每一種閥的流道建立數(shù)學(xué)模型。其

2、次，借助商業(yè)軟件ANSYS/FLOTRAN和CFX求解流道中的速度、壓力數(shù)值解,根據(jù)求解的數(shù)據(jù),分析出閥內(nèi)流道的幾何形狀對流場的影響。最后,根據(jù)所得結(jié)論優(yōu)化出一種新型的閥芯和閥腔結(jié)構(gòu)。 在比例壓力閥的控制電路設(shè)計中，以單片機控制系統(tǒng)、數(shù)字PID算法和PWM (脈沖寬度調(diào)制) 技術(shù)為研究對象。根據(jù)電液比例閥的控制要求，編制了系統(tǒng)控制程序，設(shè)計了單片機控制系統(tǒng)的電路和功率放大電路，使控制電路的精度和可靠性大大提高。 將閥的工

3、作狀態(tài)抽象成數(shù)學(xué)模型是研究現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的主要方法。論文運用運動學(xué)和動力學(xué)理論，建立了所設(shè)計的電液比例壓力閥的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)數(shù)學(xué)模型，得到了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。另外,求解系統(tǒng)模型中的參數(shù)成為一個重要問題，論文中同樣以計算流體力學(xué)為理論依據(jù)，通過有限元等數(shù)值方法，計算出流量系數(shù)等重要參數(shù)。為了研究閥的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)特性，將傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為MATLAB/SIMULINK軟件包的方框圖模型，利用計算機仿真技術(shù)得到閥的階躍輸入響應(yīng)。然后，研究了不同結(jié)構(gòu)對閥穩(wěn)態(tài)