射流盘伺服阀控电液位置系统的动态特性

与喷嘴挡板型伺服阀相比，偏转射流伺服阀具有可靠性高，抗污染性强，寿命长和零漂小等优点。在分析了偏转射流伺服阀结构原理的基础上，建立了偏转射流伺服阀及其位置伺服系统的动态数学模型，导出了偏转板流量方程的表达式，提出了偏转板线性化流量方程。研究了电液位置伺服系统的动态特性，构建了仿真模型并对其动态特性进行了仿真研究，仿真结果证明了动态数学模型的正确性，与实验结论基本吻合。     

射流管伺服阀前置级建模及参数匹配研究

为研究射流管伺服阀前置级结构参数对前置级性能的影响,建立了伺服阀前置级数值模型,并利用PIV技术对前置级流场测量,验证了数值模拟模型的正确性.运用数值手段,分析了前置级主要参数喷嘴孔直径、接收孔直径及喷嘴至接收器距离对恢复压差及其稳定性的影响,获得了三种不同伺服阀流量下前置级最佳结构参数匹配范围.结果表明:喷嘴孔直径为0.22～0.28 mm时,接收孔直径与喷嘴孔直径之比的最佳取值区间为1.1～1.2,喷嘴至接收器距离与喷嘴孔直径之比的最佳取值区间为0.6～0.8.前置级结构参数对接收孔压差稳定性具有直接影响,参数不匹配导致接收器劈尖对不稳定射流边界层的剪切是造成接收孔压差振荡的重要原因.      

偏转板伺服阀前置级结构参数优化研究

通过改变偏转板伺服阀劈尖高度和V形槽下端喷口的导流长度等结构参数,建立新的偏转板前置级模型,利用ICEM和FLUENT软件对前置级流场进行静态特性分析;对前置级流量曲线进行二次拟合,建立伺服阀系统数学模型,利用SIMULINK仿真模型进行动态仿真,分析偏转板伺服阀系统的动态特性,从而优化偏转板伺服阀前置级结构参数。结果表明,适当降低偏转板伺服阀劈尖高度,保持劈尖宽度不变,可增大偏转板伺服阀前置级的流量增益和提升伺服阀的响应频率;增加V形槽喷口的导流长度,会减小偏转板伺服阀前置级流量增益和降低伺服阀的响应频率。     

三余度伺服阀前置级不一致性影响研究

三余度伺服阀前置级可能存在不一致性,从而对伺服阀的动静态特性产生影响.提出一种包含前置级液动力和滑阀的动态特性的三余度伺服阀完整数学模型,分析喷嘴-挡板参数不一致对整阀特性的影响.考虑的弹簧管刚度、力反馈杆刚度和弹簧管回转中心到喷嘴中心的垂直距离3个参数.仿真分析表明:参数偏差小于5%时,对伺服阀的动态性能影响较小,且伺服阀的动静态性能偏移与参数偏差呈线性关系.当参数偏差继续增大时,伺服阀性能加速改变,近似与参数偏差呈三次关系.     

偏转板伺服阀前置级压力特性数值模拟分析

利用SolidWorks软件建立偏转板伺服阀前置级流场模型,运用ICEM和Fluent软件计算分析前置级接收孔处圆角大小、偏转板厚度以及偏转板位置对偏转板伺服阀前置级压力特性的影响。结果表明,适当减小前置级接收孔处圆角半径,有利于提高偏转板伺服阀的灵敏度,当接收孔处圆角半径为0.05 mm时,前置级恢复压力曲线和压力差曲线的线性度最好,偏转板伺服阀的灵敏度最高;适当增加偏转板厚度,有利于提高偏转板伺服阀前置级的恢复压力,但会降低偏转板伺服阀的灵敏度;偏转板向左上偏转一定角度时,偏转板伺服阀前置级左右接收孔存在压力差,会导致作用于滑阀的合力不为零,不利于阀芯运动的控制。     

固体颗粒对射流偏转板伺服阀前置级冲蚀磨损的影响

针对射流偏转板伺服阀油液中的颗粒在高速射流时对其前置级产生冲蚀磨损的问题,将计算流体动力学和冲蚀磨损理论相结合,对射流偏转板伺服阀前置级进行了数值计算.模拟前置级油液的流动及固体颗粒的运动轨迹,计算了不同直径颗粒的最大运动速度及对前置级冲蚀磨损率的影响,分析了不同偏转板位移、V形导流窗口夹角以及不同偏转板厚度与前置级冲蚀磨损率的关系.结果表明:固体颗粒主要对劈尖冲击发生冲蚀磨损,油液中固体颗粒的直径越大其运动速度越小,但较大直径颗粒对前置级的冲蚀磨损较大;偏转板位移、V形导流窗口夹角以及偏转板厚度增大时前置级冲蚀磨损率减小.     

3维离心环境下射流管伺服阀的零偏特性

针对射流管伺服阀在离心环境下的零偏问题,建立了3维离心环境下射流管伺服阀零偏特性的数学模型,分析衔铁组件偏心距、电磁力矩系数、反馈杆刚度、运动部件质量等结构参数对射流管伺服阀零偏特性的影响,提出了减小3维离心环境下射流管伺服阀零偏值的措施.结果表明:射流管伺服阀离心零偏值与离心加速度值呈线性关系;衔铁组件偏心距、电磁力矩系数与运动部件质量是影响射流管伺服阀离心零偏的主要因素,反馈杆刚度对零偏影响不大;采用合适的衔铁组件偏心距或者滑阀质量与衔铁组件质量之比可实现各加速度值下的离心零偏均为零.采用某型射流管伺服阀进行了实验验证,理论结果与实验结果一致.     

射流偏转板劈尖形变对其零位特性的影响

采用RNGk-ε湍流模型和气穴模型对射流偏转板伺服阀的前置级三维流场进行了仿真,分析了劈尖微小形变对伺服阀前置级射流气穴强弱、零位压力增益、零位流量增益和泄漏流量的影响.结果表明:劈尖为平顶时气相体积分数最高;随着偏转板位移的增大,前置级气相体积分数呈增大趋势;劈尖为平顶时前置级压差较大、零位压力增益比其他结构分别大21.5%和26.0%;劈尖为尖顶时前置级流量较大,零位流量增益比其他两种结构大19.1%和18.6%;劈尖为尖顶时前置级泄漏流量为7.51mL/s,泄漏流量最小;随着偏转板位移的增大,泄漏流量基本不变.     

伺服阀力矩马达衔铁组件的振动特性分析

为揭示伺服阀自激噪声的产生机理,提出对伺服阀力矩马达的振动特性进行研究.给出一种射流管伺服阀力矩马达的结构及工作原理,基于结构力学基本原理,建立该射流管伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的的振动特性有限元分析数学模型,采用有限元分析方法,分析伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的前6阶振型,计算各种振型下伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的固有频率.研究结果表明,衔铁和反馈杆为伺服阀力矩马达产生振动的关键部位,为防止共振的发生,应尽量消除射流流场中与衔铁组件固有频率相接近的压力脉动激励信号.     

不同湍流模型下偏导射流伺服阀 前置级流场特性仿真

利用常用的k-ε湍流模型对偏导射流阀前置级流场进行数值模拟,探讨不同湍流模型对偏导射流伺服阀流场信息的影响.在相同初始条件下,对偏导射流阀前置级流场进行两相流二维数值计算,获得不同湍流模型下,压力、速度场信息及气穴分布特点.针对两接收腔压力仿真值比实测值要小的情况,主要是由于将流场边界层流动视为高雷诺数流动与实际情况不符造成,引入低雷诺数模型对边界层进行处理.在此模型的基础上继续深入研究单向流和两相流模型及不同背压和湍流强度对流场特性的影响.仿真结果表明:接收腔压力提高并与实测值相一致.采用两相流模型获得的结果更为真实,并且提高背压和增大湍流强度都会使两接收腔压力升高,对空化现象有一定的抑制作用.     

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.      

无磁液压马达伺服系统的长管道效应

针对无磁液压马达伺服系统对无磁环境的特殊要求,需要将能产生电磁干扰的伺服阀和无磁马达通过长管道远距离配置.为了研究长管道对无磁液压马达伺服系统性能的影响,在精确管道模型的基础上建立了有管道效应的阀控马达伺服系统数学模型,利用计算机仿真分析了管道效应对伺服系统频率响应的影响.仿真结果得出了管道长度、直径和其他系统参数对系统的影响规律,揭示了长管道效应会大幅降低阀控马达伺服系统的液压固有频率和液压阻尼比,并通过实验进行验证.采用三闭环反馈控制策略代替传统的简单比例-积分-微分（PID）控制策略,在一定程度上抑制了管道效应带来的不利影响.     

伺服阀主阀芯的建模与仿真

运用流场分析软件,对伺服阀主阀芯在阀口开口大小一定时的内部流场进行模拟仿真.仿真结果表明,阀口处压差是影响阀内部流场的主要因素之一.仿真所得阀口的速度场与压力场数据与伺服阀流量特性的理论计算结果一致,符合液体流动的规律.     

阀控非对称缸主动式伺服加载系统的数学模型

建立了阀控非对称缸主动伺服加载系统地数学模型,对的参数做了理论计算和实际测试;然后进行了仿真,并与实际测试结果进行了比较,结果表明本文的分析是正确的。     

Improving Bandwidth of Three-Stage Electro-Hydraulic Servo Valve Based on Speed-Feedback

In order to improve the dynamic response bandwidth of three-stage electro-hydraulic servo valve,a new method,speed-feedback control is presented in this paper.The construction and principle of three-stage electro-hydraulic servo valve are explained,and the mathematical model of three-stage electro-hydraulic servo valve is built in frequency domain.Experimental and simulation results show that the bandwidth compared with proportional control is improved under speed-feedback control.Moreover,the research resu...     

Simulation and experimental research of digital valve control servo system based on CMAC-PID control method

Digital valve control servo system is studied in this paper.In order to solve the system problems of poor control precision and slow response time, a CMAC-PID( cerebellar model articulation control-ler-PID) compound control method is proposed.This compound controller consists of two compo-nents:one is a traditional PID for the feedback control to guarantee stability of the system;the other is the CMAC control algorithm to form a feed-forward control for achieving high control precision and short response time of the controlled plant.Then the CMAC-PID compound control method is used in the digital valve control servo system to improve its control performance.Through simulation and ex-periment, the proposed CMAC-PID compound control method is superior to the traditional PID con-trol for enhancing stability and robustness, and thus this compound control can be used as a new control strategy for the digital valve control servo system.     

电液伺服阀结构参数优化

电液伺服阀的动态性能是由液压系统的工况，电液伺服阀的结构参数决定的。为改善电液伺服阀的动态性能，建立了电液伺服阀快速性、稳定性、稳态误差最优控制目标函数。通过Parseval定理，将函数优化问题转化为变量优化问题。选择电液伺服阀的结构参数作为设计变量，以系统稳定性、快速性、稳态误差最小为目标函数，建立电液伺服阀的结构优化模型，通过优化。获得一组最优结构参数．     

电液比例伺服阀特性自动测试系统设计

电液控制系统控制策略的决定与该组成系统的重要环节——电液伺服阀的静动态性能有着密切关系 ,因此 ,有效方便地检测出电液伺服阀的静动态特性有着实际意义。为准确地检测出精校机用电液伺服阀的静动态特性 ,特研制出一个专用的单片机自动测试系统。目前该自动测试系统已成功地用于精校机用电液伺服阀的静动态性能检测。使用表明 ,此自动测试系统具有操作简单、对测试环境要求低、可靠性好的特点 ,能满足电液伺服阀静动态性能的自动检测要求。