【摘要】：電液壓力伺服閥是機電液高度集成的精密產品,目前,工業(yè)和軍工領域對其需求越來越大,但只有少數國外廠商有能力研制,且抗污染能力較差,為滿足軍工領域的需要,在2D數字流量閥的基礎上進行創(chuàng)新,設計出一種2D電液壓力伺服閥,2D電液壓力伺服閥相比其他結構壓力伺服閥具有結構簡單、壓力穩(wěn)定性好、抗污染能力強等優(yōu)點,目前已受到航空和軍工領域的青睞。為獲得高性能電液壓力伺服閥,以二維(2D)電液壓力伺服閥以及控制器為研究對象,利用MATLAB對2D電液壓力伺服閥的先導級閥芯、功率級閥芯以及電-機械轉換元件進行數學建模并對功率級閥芯工作穩(wěn)定性進行了分析,結合PID控制策略設計了電流和位置雙閉環(huán)的PID控制器,并對2D電液壓力伺服閥進行了大量的實驗研究。其主要研究內容和成果如下:1.二維(2D)電液壓力伺服閥結構的設計與改進。對閥芯閥套、電-機械轉換元件、傳動機構和LVDT傳感器進行了設計與改進,并對LVDT傳感器進行了深入的分析。2.二維(2D)電液壓力伺服閥的數學建模及穩(wěn)定性分析。建立了2D活塞和單級減壓閥的數學模型,對2D活塞動態(tài)特性進行了仿真,分析了對2D活塞動態(tài)性能的影響因素,分析了單級減壓閥的工作穩(wěn)定性,并提出了擠壓油膜緩沖結構來提高穩(wěn)定性。3.PID控制器的設計。分析了PID控制策略,并設計了電流和位置雙閉環(huán)作用的PID控制器,并完成PCB的制作與調試。4.二維(2D)電液壓力伺服閥的實驗研究。為了驗證原理的正確性以及獲取伺服閥動靜態(tài)技術指標搭建了實驗平臺,對典型特性進行了實驗研究。結果表明,二維(2D)電液壓力伺服閥的滯環(huán)為1.26%,線性度為1.86%,頻寬為70Hz,具有良好的動靜態(tài)技術指標。
【圖文】：

1-負載壓力 2-回油口 3-回油噴嘴 4-力矩馬達5-壓力噴嘴 6-擋板 7-油濾 8-系統(tǒng)壓力 9-閥芯 10-計量壓力圖 1-1 噴嘴-擋板式壓力伺服閥[6]流管式壓力伺服閥七0四所研制的射流管式壓力伺服閥，這種閥為單向正增益負載壓力。當力矩馬達沒有接收到電信號時，閥口是和回油口閉的，負載壓力為零，這樣設計的目的就是在非工作時，保馬達接收到電信號時，就會驅動力矩馬達偏轉，這時射流管制腔內就會形成與力矩馬達電磁力矩成比例的壓力。這個油閥口打開與進油口連通，形成負載壓力 PL。同時 PL反饋到閥芯向右移動，使閥口減小，最終閥芯處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，故而過以上分析可知，負載壓力 PL與力矩馬達控制電流成呈線性110

不利于高壓控制，而且射流管接收器容易堵塞引起控制失調等問題。（3）直驅式壓力伺服閥圖 1-3 為南京機電液壓工程研究中心研制的 FF-132A 型直驅式壓力電液伺服閥，控制信號與壓力傳感器檢測到的壓力信號比較放大后驅動力馬達，力馬達產生與電流成比例的電磁力推動閥芯運動，，使閥口打開，控制閥口的開度來控制負載口的油液壓力，壓力傳感器實時監(jiān)測負載口的油液壓力，并反饋到控制信號端，形成壓力信號閉環(huán)負反饋。由于液動力的存在，線性力馬達的電磁力不足以推動閥芯，會造成閥芯卡滯，造成壓力失調，且壓力傳感器受溫度影響較大，引起溫漂問題。1-控制信號 2-壓力傳感器 3-放大器 4-力馬達 5-對中彈簧 6-推桿 7-閥芯圖 1-3 FF-132A 直驅式壓力電液伺服閥[9]圖1-4為博世(Bosch）公司的電液伺服比例壓力閥，屬于位移電反饋型伺服比例減壓閥
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH137.52

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本文編號：2641578