旋转直驱阀的双闭环模糊PID控制仿真分析

采用MATLAB平台进行建模仿真的方法,利用位置环/电流环双闭环比例-积分-微分(PID)控制系统,并与模糊控制相结合,解决了航空发动机燃油调节系统的旋转直驱阀(RDDV)伺服系统存在液动力负载扰动,严重影响系统的动态特性和稳定性的问题.仿真结果表明:在相同输入条件下,采用模糊双闭环控制方法能在保证系统无超调的前提下显...     

直驱式电液伺服阀用线性力马达耐高温优化设计

线性力马达研究在高温下永磁铁存在退磁、线圈散热能力下降导致许用电流降低等问题,对材料选择和结构优化设计提出了挑战.文中从线圈参数、气隙结构、永磁材料等方面对6通径DDV阀用线性力马达进行优化设计.利用Ansoft Maxwell软件建立线性力马达有限元仿真模型,针对线圈结构参数,重点研究安匝数的优化选择;针对气隙结构参数,研究气隙宽度、高度等因素对马达力性能的影响;对耐高温永磁体的材料进行优化选择.仿真与实验结果表明:优化后的线性力马达耐高温能力和输出力显著提高,工作油温最高可达200℃,驱动力在100 N以上.     

采用力矩电机直驱的数控机床进给系统伺服刚度优化

力矩电机直驱进给系统的刚度特性很大程度上取决于伺服刚度,伺服刚度是影响进给系统的抗干扰能力、动态响应特性、速度和精度的关键因素.该文以力矩电机直驱进给系统为研究对象,提出了一种基于Routh判据的伺服刚度优化方法,给出了控制系统稳定条件下系统各参数间相互约束关系.该优化方法可同时差定多个伺服控制参数以提高伺服刚度.首先...     

对称伺服阀控制单出杆液压缸的特性分析

针对对称伺服阀控制单出杆液压缸的特点，按能量守恒原则重新定义了负载压力和负载流量，推导了阀控不对称缸的数学模型，并简要分析出系统的动静态特性     

机械反馈式伺服阀流量测试动态缸参数选用分析

相比电反馈伺服阀动态特性可直接通过阀芯位移响应测试获得,机械反馈式流量伺服阀的动态特性,通常需利用动态缸作为流量传感器间接测量获得。测试结果受动态缸泄漏、阻尼、质量惯性等固有非理想化因素的影响,通常无法准确表达伺服阀本身的性能指标。基于一套实际阀控缸系统,建立Matlab-Simulink仿真模型,解析获得的频带宽结果相比实测结果误差小于0.5 %,由此建立了可准确表达阀与缸性能特性的仿真模型。在此基础上,理论给出了伺服阀本身的频率特性指标,即无泄漏无阻尼及无限刚度动态缸条件下的系统频率特性。以此为依据,分析了实际动态缸活塞质量、活塞粘性阻尼以及泄漏变化情况下,阀控缸系统频率特性偏离理想条件的变化规律。     

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.     

旋转直接驱动电液压力伺服阀稳定性分析

针对最新研制的旋转直接驱动电液压力伺服阀(RDDPV)出现输出压力振荡问题,建立了数学模型和简化框图,得到了RDDPV稳定性判据,并提出了解决方案.RDDPV取消了传统压力伺服阀的机械和液压反馈,采用马达转角内闭环和输出压力外闭环的电反馈伺服控制.研究表明,当阀芯处于进回油口中间位置附近,稳态液动力表现为阀芯位移的正反馈作用,导致整阀机械液压部分刚度为负,稳定性差,此时,马达转角内闭环电反馈刚度对整阀稳定性至关重要.数值模拟和试验表明,增加马达转角电反馈系数,增加了伺服阀电反馈刚度,提高了伺服阀的稳定性.     

直驱泵控式液压机液压系统的动态特性仿真及优化

为了更好地表达液压系统各变量的输入、输出关系,以及更全面地考虑液压系统中的非线性,采用功率键舍图建立了直驱泵控式液压机液压系统的数学模型,探讨了直驱泵控式液压机液压系统的负载、管路直径及泵的阻尼对液压系统动态特性的影响规律.同时,以液压缸的出口压力动态响应作为优化目标,用ODE变换法对仿真模型进行了参数优化.研究结果表明:液压系统的管路直径对系统的动态响应有较大的影响,泵的阻尼对液压系统的输出压力及输出速度影响很大.通过参数优化,得出当泵的阻尼为0.0311时,该液压系统具有较为理想的动态响应.     

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.     

液压伺服阀阀芯的动态特性分析与多目标优化

为了提高液压伺服阀的动态响应特性,对液压伺服阀的阀芯结构进行了多目标优化研究,建立了阀芯结构参数与作用力之间的数学模型。以阀芯动态响应的超调量、振荡次数和上升时间作为优化目标,以阀芯的优化结构参数作为设计变量,数学地描述了阀芯动态特性多目标优化问题。分别采用NSGA-Ⅱ、SPEA2两种多目标进化算法与Simulink相结合对阀芯进行优化,评估了两种多目标进化算法的表现,得到了阀芯的最优设计参数。采用CFD、Simulink仿真验证了优化效果,结果表明：对应液压伺服阀入口压力工况为7、14、21 MPa时,作用在优化后阀芯上的稳态液动力相比优化前下降了37.10%、34.39%、30.53%;优化后的上升时间平均降低了3.77 ms,平均改善了61.74%;优化后的超调量平均改善了9.41%。     

电液伺服阀频率特性测试系统误差分析

电液伺服阀频率特性测试系统因引入动态流量计活塞位置反馈环节而存在测试原理误差，采用计算机仿真可以定量分析该误差的大小及其变化规律。结合伺服阀频率特性测试系统实例，利用Matlab中的Simulink进行测试误差的仿真分析，研究结果表明，根据被测伺服阀频宽的范围调整好反馈增益的大小及反馈通道上惯性环节的时间常数，可获得满意的伺服阀频宽测试精度。     

摆动气缸位置伺服系统特性实验研究

该文通过大量实验对比例流量阀控摆动气缸位置伺服系统的典型非线性特性进行了研究,主要包括:研究分析了工作点位置、负载大小、摆动气缸两腔初始压力等工作参数对系统特性的影响;指出了系统存在的粘滑振荡、位移波动、"停滞"等现象,并分析了其产生的原因.研究得出:在摆动气缸行程范围内的不同位置或摆动气缸两腔初始压力不同时,系统呈现出不同的特性;摆动气缸的摩擦力及其两腔压力较慢的动态过程引起了系统的"粘滑振荡"等典型非线性现象.     

高压随动压力控制阀动态性能的仿真研究

用动态仿真技术对随动压力控制阀进行研究，建立了随动压力控制阀动态数学模型，对其动态性能进行了分析，并得到较为满意的结果，这不仅对随动压力控制阀的设计制造具有非常重要的指导意义，同时为分析研究高压气动元件提供了一种有效的工具．     

大型阀门开度电液控制系统研究

在分析大型阀门阀板交变弹性负载规律的基础上，对阀门开度电液控制系统的构成进行分析，得出消除交变弹性负载影响的近似条件及简单的校正方程。同时讨论电液伺服阀的选取和校正方程的参数确定原则。最后介绍实际应用的情况。     

阀式泵吸油阀优化设计

本文在建立吸油阀动态特性数学模型的基础上．以吸油阀的动态特性表达式为目标函数,合理确定约束条件．用“外点法”及ＢＡＩＳＣ 语言进行优化设计．以此优化设计某压力机阀式泵的吸油阀,经计算可使液压泵排油量提高６％以上．经稳定性分析．优化设计的吸油阀工作稳定．     

摆动气缸位置伺服系统带摩擦力矩补偿的双环控制研究

该文对三通比例流量阀控制的摆动气缸转角位置伺服系统进行研究。分析了由非线性摩擦力矩引起的系统稳态误差及粘滑振荡现象；在此基础上提出采用带摩擦力矩补偿的双环控制，其内环为压力差控制，外环为位置控制，外环采用了摩擦力矩观测补偿器来减小非线性摩擦力矩对系统性能的影响。实验结果表明：与仅有位置控制环的控制策略相比，该方法提高了系统的稳态精度和动态性能。     

自适应渐进结构优化法的调节阀结构研究

传统渐进结构优化法的参数删除率和进化率保持固定,降低了优化过程收敛速度和结构稳定性.文中通过构造一种基于罚值选择与结构信息的参数自适应算法,使得参数随优化迭代过程进行而变化.分析典型算例结果,合适选择罚值的参数自适应渐进结构优化方法解决了传统渐进结构优化方法中参数固定且难以选择的问题,提高了优化过程中优化速度与结构稳定性.将此方法应用于调节阀设计,优化后调节阀刚度提高10%,说明参数自适应渐进结构优化方法可高效拓展至三维结构优化,并为阀门类结构设计提供参考.