高速开关阀控液压缸的位置控制半实物仿真研究

为研究基于高速开关阀的液压缸位置控制问题,设计了基于高速开关阀和换向阀组合控制液压缸的回路,并采用PWM驱动高速开关阀.建立了控制系统的Simulink离线仿真模型,采用基于卡尔曼滤波的PID控制算法完成液压缸的位置跟踪仿真.最后借助Matlab/xPC Target搭建了高速开关阀控液压位置系统的半实物仿真测试平台,仿真与实验结果表明所设计系统结构的正确性,以及采用卡尔曼滤波的PID控制算法可有效提高液压缸的位置控制精度,借助半实物仿真技术可以提高高速开关阀控位置系统的设计效率.      

数字开关液压系统中流体惯性效应分析与实验

以数字开关液压系统中的流体惯性效应为研究对象,基于高速开关阀动力学模型与动态管路传输模型,结合管路中压力波传播特性,构建两位两通高速开关阀匹配惯性管的阀控缸液压系统分析模型,实现高速开关阀输出特性与惯性管内流体动态压力变化的实时耦合,分析了两者之间的耦合作用,并通过实验验证了流体惯性效应的存在.实验结果与分析模型Ⅱ(包含阀芯动力学模型与流体惯性效应)结果一致性较好,表明分析模型Ⅱ下的压力波传播过程可以表征惯性管内的流体惯性效应与寄生液感效应,高速开关阀的动态特性直接影响惯性管内压力波传播特性,可为数字开关惯性液压系统的设计提供依据.     

弛豫型铁电(PMNT)大流量高速开关阀设计与仿真

针对高速开关阀响应不够高、流量输出小的问题,利用新型压电晶体—弛豫型铁电(PMNT)的逆压电效应原理,将PMNT制作成大流量高速开关阀的驱动器,以此提高开关阀的响应速度。分析了PMNT驱动器的结构和工作原理,采用AMESim对PMNT驱动器进行建模并研究了PMNT的逆压电效应,同时采用类似并联阀的双阀芯结构增大出口流量,运用AMESim平台对其整个液压系统进行研究,比较了不同占空比下PWM脉冲信号及压力源对高速开关阀出口流量和压力变化的影响。该新型高速开关阀能够满足高速、大流量要求。     

一种高速开关阀控的油门伺服系统

研究用于遥控履带车辆的高速开关阀控油门伺服系统．遥控履带车辆的车速性能指标由油门伺服系统控制油门开度实现．油门伺服系统的执行机构选用高速开关阀控液压油缸，由电控单元通过调节脉宽控制．对油缸的运动特性以及高速开关阀的开关性能进行分析，针对油缸运动的非对称性和高速开关阀的开启响应滞后的特点，设计了具有非对称控制参数和时间滞后补偿的静态积分PD控制器．实验结果表明油门伺服系统的性能优良，能够实现遥控履带车辆的车速控制要求．     

液压矫直机阀控缸伺服系统的研究

矫直机液压压下系统采用了非对称阀控非对称缸的方法,通过建立阀控缸系统的数学模型和构建液压控制系统的传递函数对非对称阀控非对称缸的性能进行分析,并用HYVOS软件对系统进行仿真,证明了非对称阀控非对称缸在矫直机液压压下系统中的控制比较灵敏,使整个系统的响应速度和控制精度都得到了提高,最后通过实验数据验证了本文理论和仿真分析的准确性。     

基于可控液压阀的微流体驱动结构

一种基于液压驱动的微阀结构的微流体驱动结构及其驱动方法,微阀结构采用压电陶瓷作为能量输出单元,以作用于压电陶瓷的可控PWM波实现实时开关控制.在该驱动结构中置有主泵腔以及多个液压微阀,采用高速动态调节各微阀开关状态的方式实施流体的驱动.该驱动结构具有体积小,控制精确,易于集成于微流控芯片等特点,可用于微全分析系统中的流体驱动,POCT小型化设备的流体控制等方面.     

数字配流与调速式液压马达的建模与实现

研究了一种采用高速电磁开关阀组实现配流与调速的新型液压马达.介绍了液压马达的工作机理及结构特点;建立数学模型,并对液压马达不同负载下的调速特性和换向特性进行了仿真.结果表明,新型液压马达不仅可以通过改变高速电磁开关阀控制信号占空比来调节液压马达的转速,而且可以通过切换配流状态表实现换向.最后,通过新型液压马达样机上的实验研究,证明了该新型液压马达数学模型是合理和有效的.     

基于高速开关阀控制的液压制动伺服系统研制

研制了一种基于高速开关阀对混合动力车辆传动实验台制动系统实施压力控制的系统.制动器制动性能取决于对制动目标压力的响应特性.分析了高速开关阀的开关特性和制动液压缸的压力变化特性,并针对高速开关阀的开启响应滞后和液压缸压力变化的的非线线的特点,设计了PI控制器.应用dSPACE公司开发的AutoBox快速控制原型系统编制了系统的控制算法和模型,并进行了实验,实验结果表明,液压制动伺服系统能够满足制动性能的要求.     

基于UG的芯套双动高速开关阀的仿真研究

运用UG软件对芯套双动阀进行了仿真研究,建立了芯套双动高速开关阀的模拟仿真模型,对阀进行了模拟仿真,并对影响阀性能的因素进行了研究。研究结果对高速开关阀的改进设计有一定的借鉴作用。     

具有阀控泄油补偿的等容泵控液压同步系统

针对常规等容泵控液压同步回路精度偏低的问题,提出了一种高可靠性、低成本的解决方案.在常规等容泵控液压同步回路中液压泵的压力管路上各设置一个由高速开关阀构成的泄油支路.通过对各高速开关阀的脉宽调制控制,实现了多个液压缸的高精度同步.给出了详细的液压系统原理图以及同步控制方法.该方案已应用于某轧机入口导卫装置的双缸同步系统中,设备连续运行了近一年时间,绝对同步误差控制在15mm以内.实践表明,该方案简单、实用,具有推广价值.     

基于高速开关阀的转速控制系统建模与仿真

高速开关阀是电液控制系统的新型元件,与计算机接口方便,并有较强抗污能力.设计了一个基于高速开关阀的二次调节转速控制系统,建立了主要元件的数学模型,并得到转速控制系统的状态方程.通过采用脉冲宽度调制(PWM)技术,实现对该系统的转速控制.通过仿真,研究了占空比和阻尼系数对系统响应的影响.并通过试验对仿真结果进行了验证.研究表明:通过改变高速开关阀的PWM信号占空比,可以实现对二次元件的转速控制,且能满足系统的性能要求.     

基于高速开关阀的气动执行器位置伺服控制研究

本文使用一种五点开关PWM控制算法对高速开关阀控气动执行器进行位置伺服控制。分析了开关阀的启闭滞后现象,并提出了一种修正方法,该方法可有效地消除系统的静态误差。实验结果表明,用高速开关阀可以实现快速、精确的气动执行器位置伺服控制。     

负荷传感技术在液压电梯系统中的应用

针对定压式阀控液压电梯系统在低于额定负载工况运行中系统能量损失较大的问题进行研究,提出引入负荷传感技术调节系统压力的方法,使得系统压力跟随负载变化,减少系统功率损失.通过仿真分析,得到在保证调速性能条件下的阀控液压电梯系统中应用负荷传感技术的关键参数.仿真和试验结果表明,应用负荷传感技术的阀控液压电梯系统节能效果显著,适宜在液压电梯和其他垂直提升机械领域中推广应用.     

考虑电磁铁线圈构型的高速开关阀动态特性分析

为改善高速开关阀的响应特性,以电磁铁线圈构型为切入点,对比研究了线圈构型对高速开关阀动态特性的影响规律。在建立高速开关阀数学模型以及理论分析线圈构型变化对响应时间影响的基础上,采用电磁仿真软件ANSYS Electronics,构建了高速开关阀二维瞬态仿真模型,分析了单一、叠加式、嵌套式3种线圈构型对电磁铁吸合以及高速开关阀启、闭两个动态过程的影响。仿真结果表明：在不改变其他结构参数与电气参数的情况下,与单一线圈构型相比,叠加与嵌套两种并联线圈构型能够有效缩短电磁铁空载吸合时间,减幅分别为35.1%、34.7%;叠加式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.79 ms,减幅达55.4%;嵌套式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.77 ms,减幅达55.2%。综合响应特性与能耗特性参数来看,采用叠加式线圈构型的高速开关阀具有相对更优的动态特性。该研究可为高速开关阀电磁铁的设计提供参考。     

新型高速数字开关阀为导阀的多路换向阀

为了改善工程机械工作装置的操纵性,对传统的电液比例多路换向阀进行了数字化改造.采用高速数字开关阀取代传统电磁比例减压阀作为压力先导控制部分,研究分析了对高速数字开关阀直接进行控制的脉宽调制(PWM)控制方式,验证了该改造原理的可行性,提高了工程机械工作装置液压系统的可靠性,增加了系统的抗干扰能力.     

以稀土合金材料为驱动器的高速开关阀的研究与设计

为了提高电液高速开关阀的开关速度，改进流体脉宽调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)电液数字控制的精度，对以稀土合金超磁致伸缩材料作为驱动器来驱动液压开关阀进行了研究，并研制了一种特殊结构的新型高速开关阀。仿真计算与试验结果表明，这种阀具有很高的切换速度及频率，其开关时间少于1ms，能够显著地提高PWM电液控制精度。     

基于AMESim的摊铺机自调平系统的仿真研究

摊铺机调平系统在实际工作中存在调平速度慢,调平准确度低等现象。为解决这些问题,本文设计了带有高速开关阀的自调平系统方案,建立了自调平压系统的仿真模型,在AMESim软件中进行了自调平系统的仿真研究,分析了自调平系统的响应特性。仿真的结果表明提出的带有高速开关阀的自调平方案具有良好的性能指标,可以提高摊铺机所铺路面的平整度。     

高速开关阀在高频PWM控制下的比例功能

在现代汽车制动系统(如制动防抱死系统(ABS)、电子稳定程序(ESP))中,为了控制制动压力,一般采用电子控制单元(ECU)控制的二位二通的高速开关电磁阀来实现制动轮缸的压力增压、保压和减压的控制。由于传统高速开关阀只能实现开或关两种状态,为了提高系统的控制精度,对高速开关阀的开关比例功能也要求越来越高。该文在MATLAB的Simulink中建立了高速开关阀的脉冲宽度调制(PWM)控制仿真模型,研究了在2～4 kHz的调制频率下,通过改变PWM控制下的占空比,来实现高速开关阀的比例开关功能。并进一步分析了不同参数对高速开关阀PWM控制的比例开关功能的影响。通过本研究,拓宽了高速开关阀的功能应用范围,达到了精密控制制动压力的效果,对汽车ABS和ESP中的高速开关阀的控制提供了参考,从而使得制动压力的增加过程能够更加平稳有度。     

液压四足机器人髋关节的鲁棒自适应动态面控制

液压四足机器人髋关节由伺服阀控缸系统构成,是机械腿的关键组成部分.它的控制性能直接影响着机械腿甚至机器人的运动控制精度.因为髋关节工作情况的复杂性和阀控缸系统自身的非线性,使得传统控制算法无法满足机器人运动性能指标的要求.由此,本文对液压四足机器人髋关节伺服阀控缸系统的控制方法进行了研究.首先通过对髋关节工作条件的分析完成了伺服阀控缸的数学建模,然后基于鲁棒自适应动态面的控制算法设计了伺服阀控缸系统的控制器,并从李雅普诺夫稳定判据的角度证明了系统的稳定性.最后通过Matlab与AMESim的联合仿真,对鲁棒自适应动态面与传统PID及普通动态面的控制效果做出对比,证明了所研究算法的有效性.      

磁性材料对高速电磁开关阀动静态特性影响的仿真研究

基于AMESim中建立的高速电磁开关阀的动态模型,在不同饱和磁感应强度、无磁滞磁化强度形状系数、可逆性系数、涡流系数情况下,对高速电磁开关阀的电流、阀芯位移特性、空载流量特性和空载压力特性进行了仿真。根据仿真结果,分析了磁性材料对高速电磁开关阀动静态特性的影响,提出了根据B-H曲线选择电磁高速开关阀磁性材料的原则。