電液伺服閥具有很多優(yōu)點(diǎn),例如它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速和耐用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)�；谶@些優(yōu)點(diǎn),電液伺服閥廣泛應(yīng)用于航空航天以及軍工領(lǐng)域。在伺服閥工作時(shí),控制器的可靠性直接影響著伺服閥的可靠性。工業(yè)伺服閥相比軍用伺服閥,其簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)慕档推湫阅?制造成本也相對(duì)較低。因此本文研究并設(shè)計(jì)了工業(yè)型二維（2D）伺服閥及其雙冗余控制器,以及一定程度增加了控制器以及閥的可靠性。本文的控制對(duì)象為工業(yè)型的二維（2D）伺服閥。該伺服閥的抗污染的性能加大,頻率響應(yīng)迅速并且成本較低。伺服閥的電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器為兩相混合式步進(jìn)電機(jī),為解決電機(jī)響應(yīng)的速度和電機(jī)的分辨率之間的矛盾,提出了電機(jī)轉(zhuǎn)子角位移閉環(huán)控制算法能夠讓轉(zhuǎn)子停留在固定位置;為了提高伺服閥的精度,在電機(jī)轉(zhuǎn)子位移閉環(huán)算法的基礎(chǔ)上提出了伺服閥閥芯位置閉環(huán)控制算法。設(shè)計(jì)了具有雙冗余功能的控制器來控制電機(jī),再通過撥桿撥叉機(jī)構(gòu)來控制伺服閥。并對(duì)電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器和伺服閥在相應(yīng)的控制閉環(huán)下進(jìn)行仿真。最后對(duì)電機(jī)和伺服閥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。具體的設(shè)計(jì)成果如下:（1）針對(duì)兩相的混合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)以及其原理進(jìn)行研究。提出了電機(jī)轉(zhuǎn)子位移同步的跟蹤控制算法,并基于這一算法對(duì)電機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和仿真。... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙噴嘴擋板伺服閥結(jié)構(gòu)原理圖[19]

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文41-步進(jìn)電機(jī)2-支座3-左彈簧4-左彈簧座5-先導(dǎo)閥體6-先導(dǎo)活塞7-旋芯8-導(dǎo)向銷9-主閥體10-主閥芯11-右彈簧12-右端蓋圖1-2數(shù)控旋芯式比例伺服閥結(jié)構(gòu)圖[20]1-Steppingmotor2-Support3-Leftspring4-Leftspringseat5-Pilotvalvebody6-Pilotpiston7-Rotarycore8-Guidepin9-Mainbody10-Mainspool11-Rightspring12-RightendcapFigure1-2.Structurechartofnumericalcontrolrotarycoreproportionalservovalve伺服控制技術(shù)不斷地成熟和發(fā)展，技術(shù)不斷用于其他領(lǐng)域例如工業(yè)化和民用化，電液伺服閥的缺點(diǎn)也凸顯出來了，例如抗污染能力較差、制造維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高等缺點(diǎn)。為了解決這一難題，二十世紀(jì)六十年代，人們研發(fā)了電液比例閥用于工業(yè)上的需求[21]。但是較早發(fā)明的比例閥僅僅用比例形式的電磁鐵代替了閥上的手柄，而閥的設(shè)計(jì)原則其實(shí)沒有多大的變化[22-23]。隨著伺服閥技術(shù)的發(fā)展，人們研制出了電液比例伺服閥，與普通的比例閥相比，它典型的特點(diǎn)就是當(dāng)閥芯處在零位的時(shí)候，閥口是零開口的，這就表示比例伺服閥具有死區(qū)為零的控制特點(diǎn)，適用在閉環(huán)系統(tǒng)中的控制元件。伺服閥可以按照給定的輸入信號(hào)連續(xù)且按比例地控制流體的流量、壓力和方向[24-25]。如圖1-2所示，這是一款采用步進(jìn)電機(jī)作為電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器的旋芯式比例伺服閥[26-27]。國內(nèi)對(duì)比例伺服閥有研究，國內(nèi)有一些廠家引進(jìn)、消化和吸收國外的技術(shù)。但是國內(nèi)生產(chǎn)研制的比例伺服閥迄今為止其實(shí)還是缺乏自主創(chuàng)新性，優(yōu)良品質(zhì)的比例電磁鐵和一系列的位移傳感器等一些研制閥的關(guān)鍵元件任需進(jìn)口，很難見到具有自主擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型比例伺服閥出現(xiàn)[28]。（3）電液數(shù)字閥現(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展迅速，利用數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制信號(hào)的處理，從而來控制電液?

工業(yè)型二維（2D）伺服閥及其雙冗余控制器的設(shè)計(jì)5驅(qū)動(dòng)模塊將脈沖信號(hào)進(jìn)行放大，輸入至步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)通過放大后的脈沖信號(hào)的控制，將通過脈沖信號(hào)使得步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的步距角。電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器通過撥桿撥叉機(jī)構(gòu)或者其他的一些傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)可以將旋轉(zhuǎn)角位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成伺服閥上的閥芯直線位移信號(hào)，從而使閥進(jìn)行工作。1-右鋼球2-分離銷3-左鋼球4-閥體5-推桿6-極靴7-線圈8-銜鐵圖1-3高速開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)圖[30]1-RightBall2-SeparatingPin3-LeftBall4-ValveBody5-Push6-PoleBoot7-Coil8-ArrowFigure1-3.Structuraldiagramofhigh-speedon-offvalve脈沖調(diào)制開關(guān)式數(shù)字閥也叫高速開關(guān)數(shù)字閥可以利用脈寬調(diào)制(PWM)、脈數(shù)調(diào)制(PNM)、脈碼調(diào)制(PCM)、脈幅調(diào)制(PAM)，脈頻調(diào)制(PFM)等，其中脈寬調(diào)制較為常用，將開或者關(guān)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成為流體的脈沖信號(hào)，使計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與液壓技術(shù)的有機(jī)結(jié)合[31]。如圖1-3所示即為高速開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)圖。（4）工業(yè)伺服閥電液伺服閥的優(yōu)良特點(diǎn)，使之用于高精度控制的領(lǐng)域。由于電液伺服控制系統(tǒng)，雖然精度較高，且有很好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，但是其成本過于昂貴，無法普及于工業(yè)領(lǐng)域；傳統(tǒng)型的電液閥無法滿足現(xiàn)代工業(yè)的控制要求，所以價(jià)格相對(duì)便宜的工業(yè)領(lǐng)域用途的伺服閥應(yīng)運(yùn)而生。但是由于國內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)水平低下，相對(duì)國外工業(yè)強(qiáng)國對(duì)工業(yè)類型的伺服閥沒有需求，因此查閱相關(guān)資料，鮮有對(duì)工業(yè)型伺服閥的研究。1.3電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器的研究概況隨著人們對(duì)電液伺服閥不斷地研究，推動(dòng)著電液伺服閥其性能的不斷提升。電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器是電液伺服閥的重要部件之一，該部件是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械信號(hào)的重要環(huán)節(jié)，所以相應(yīng)的電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器也隨之不斷發(fā)展。提高電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器的控制性能直接提升伺服閥的整體性能，所以

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]插裝式二維（2D）伺服閥的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 何晉飛,陳烜,魯鵬勇,阮健,常亮.  航空學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]基于CS31總線的雙冗余船舶電力推進(jìn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王剛毅,石磊,范松偉.  船舶工程. 2018(S1)
[3]自主創(chuàng)新的數(shù)控旋芯式比例伺服閥[J]. 郭建業(yè).  液壓氣動(dòng)與密封. 2018(06)
[4]旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動(dòng)式電液壓力伺服閥機(jī)理及特性分析[J]. 原佳陽,訚耀保,陸亮,方向,郭生榮.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(16)
[5]基于電流反饋的高速開關(guān)閥3電壓激勵(lì)控制策略[J]. 鐘麒,張斌,洪昊岑,楊華勇.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(01)
[6]Effects of adenosine triphosphate concentration on motor force regulation during skeletal muscle contraction[J]. J.Wei,C.Dong,B.Chen.  Acta Mechanica Sinica. 2017(02)
[7]斜槽型2D伺服閥的閥芯高低壓孔設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 羅方贊,金丁燦.  機(jī)床與液壓. 2017(07)
[8]動(dòng)圈式力馬達(dá)特性有限元建模與分析[J]. 劉碩,蔡勇,沈瑩杰,方輝.  農(nóng)機(jī)使用與維修. 2016(12)
[9]大流量2D數(shù)字伺服閥電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的頻率特性研究[J]. 李勝,楊波,阮健,俞張斌,劉奎,郭克.  液壓氣動(dòng)與密封. 2016(07)
[10]宇航雙繞組步進(jìn)電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電流機(jī)理及措施研究[J]. 蔣范明,屈傳坤,周建華.  微特電機(jī). 2016(01)

博士論文
[1]射流管伺服閥耐久性與可靠性研究[D]. 褚淵博.西北工業(yè)大學(xué) 2017
[2]先導(dǎo)式電液比例方向閥換向滯后分析及其補(bǔ)償方法研究[D]. 蘇琦.浙江大學(xué) 2016
[3]射流管伺服閥的模型構(gòu)建與仿真研究[D]. 張穎.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]半橋?qū)Э匦?D電液比例換向閥的原理、理論分析及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 左強(qiáng).浙江工業(yè)大學(xué) 2014
[5]電液流量、方向連續(xù)控制新原理及其應(yīng)用研究[D]. 趙虎.太原理工大學(xué) 2013
[6]大流量插裝式伺服閥的設(shè)計(jì)與控制方法研究[D]. 方錦輝.浙江大學(xué) 2013
[7]新型2D閥用電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用研究[D]. 孟彬.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[8]2D伺服閥數(shù)字控制的關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 李勝.浙江工業(yè)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]工業(yè)型二維（2D）伺服閥及其控制器的設(shè)計(jì)研究[D]. 姜志海.浙江工業(yè)大學(xué) 2019
[2]二維（2D）比例壓力閥及其數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 鄭鹍.浙江工業(yè)大學(xué) 2018
[3]兩相混合步進(jìn)電機(jī)伺服控制技術(shù)研究[D]. 茹珂.北京交通大學(xué) 2018
[4]伺服閥動(dòng)壓反饋特性分析與試驗(yàn)研究[D]. 張苗苗.北京交通大學(xué) 2018
[5]基于三相步進(jìn)電機(jī)的2D伺服閥控制器的研究[D]. 黃星.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于神經(jīng)元自適應(yīng)PID的電液伺服加載控制系統(tǒng)研究[D]. 冉巍.吉林大學(xué) 2017
[7]基于STM32的2D比例伺服閥數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 李成蔚.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[8]二維（2D）電液壓力伺服閥的設(shè)計(jì)與研究[D]. 孫堅(jiān).浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[9]直動(dòng)式電液伺服閥動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 安文龍.長安大學(xué) 2016
[10]微小型2D數(shù)字伺服閥的改進(jìn)設(shè)計(jì)研究[D]. 孔晨菁.浙江工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3001478