發(fā)布時間：2020-08-06 06:11

【摘要】：隨著智能化控制技術的迅速發(fā)展,對閥門執(zhí)行器提出了大力矩、長行程、高精度、穩(wěn)定性好、快速切斷、調節(jié)準確等較高的技術性能要求。為了實現(xiàn)這些要求,所以有必要研究一種具有體積小、推力大、節(jié)能環(huán)保等特點的工業(yè)蝶閥執(zhí)行器,其結構特點、位移響應快慢以及控制器魯棒性直接影響工作效果。本文針對工業(yè)蝶閥執(zhí)行器電液系統(tǒng)進行研究與分析,將研究的最優(yōu)工業(yè)蝶閥執(zhí)行器電液系統(tǒng)應用到實際生產(chǎn)制造和工程實踐中去。本文基于工業(yè)蝶閥執(zhí)行器電液系統(tǒng),進行了以下研究。首先,設計了工業(yè)蝶閥執(zhí)行器液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng),對蝶閥的實際工況以及流量特性進行了分析。根據(jù)蝶閥的性能參數(shù)要求,對蝶閥執(zhí)行器電液系統(tǒng)關鍵元件進行參數(shù)計算及選型;另外,對蝶閥執(zhí)行器電液系統(tǒng)進行了穩(wěn)定性分析,結果表明該電液系統(tǒng)相對穩(wěn)定;對蝶閥關鍵零部件進行了結構設計。其次,以DN250中心蝶閥模型為研究對象,借助FLUENT流體分析軟件進行了流場數(shù)值仿真計算,得到不同開度的流場變化情況,并分析流場的流速和壓力;通過計算蝶閥流場不同的特性參數(shù),繪制參數(shù)與開度之間的曲線關系圖,分析并獲取最適合蝶閥工作的開度范圍。結果表明,蝶閥開度大于30°的情況下可以對管道流量進行調節(jié),這樣可以保持穩(wěn)定工作;應選擇蝶閥開度大于60°時工作;蝶閥開度為70°時,執(zhí)行器上的蝶閥軸受到的扭矩最大。然后,構建了工業(yè)蝶閥執(zhí)行器電液系統(tǒng)的仿真模型。在AMEsim軟件中構建了電液系統(tǒng)的液壓系統(tǒng),對液壓缸流量連續(xù)性方程進行分析并且設置關鍵參數(shù),建立了無刷直流電機的模型并設置相關參數(shù);設置液壓泵和蓄能器的關鍵參數(shù)。在MATLAB/Simulink軟件中構建了工業(yè)蝶閥執(zhí)行器電液系統(tǒng)的控制系統(tǒng),并進行參數(shù)設置。最后,在介紹AMEsim和MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真軟件的基礎上,通過控制策略優(yōu)化目標。在MATLAB/Simulink軟件中采用不同的控制方法分析執(zhí)行器電液系統(tǒng)。以模糊基本原理為基礎,闡明了模糊規(guī)則的選取方法,以便進行分析。采用不同的信號類型對系統(tǒng)的響應性能進行分析,即通過階躍信號和階躍轉接正弦信號兩種輸入信號對電液系統(tǒng)進行分析。通過對比和仿真,結果表明模糊控制方法的魯棒性和抗干擾能力有很明顯的優(yōu)勢。
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH137
【圖文】：

入了智能化時代。目前，英國、德國、瑞士、美國等在執(zhí)行器的研究成果上有新。1、早期，日本在這方面開始了深入的鉆研，例如東京工業(yè)大學研究的新型液器。該類執(zhí)行器采用的的直驅式液壓伺服控制系統(tǒng)達到了世界的最高水平，深受產(chǎn)制造領域的喜愛[4]。2、從 1970 年開始，美國的科研領域對執(zhí)行器開始有了初步的研究[5]。3、直到 90 年代該技術發(fā)展比較成熟，將電液執(zhí)行器應用到了戰(zhàn)斗機的零部件一系列的試驗，得出最好的使用效果，提高整體的性能[6]。4、美國的 KOSO 企業(yè)研制的 REXA 執(zhí)行器如圖 1-1 所示，很早進入中國國內(nèi)市用雙向泵與伺服電機的組合技術可以改善該執(zhí)行器性能，用集成塊來完成動作。5、韓國企業(yè) PRMTECH 生產(chǎn)的新型液動執(zhí)行器如圖 1-2 所示，主要用在化工加工、船用工業(yè)、建筑、冶金等制造業(yè)中。采用內(nèi)置式結構，減少油箱和液壓管元，因此小體積，維護和更換方便，而且可以安裝在狹小的空間。該執(zhí)行器內(nèi)置控制單元，可以對系統(tǒng)單元獨立操作，應急性比較高。6、英國 Rotork 公司生產(chǎn)的液動執(zhí)行器產(chǎn)品如圖 1-3 所示。該執(zhí)行器可以進行制。

入了智能化時代。目前，英國、德國、瑞士、美國等在執(zhí)行器的研究成果上有新。1、早期，日本在這方面開始了深入的鉆研，例如東京工業(yè)大學研究的新型液器。該類執(zhí)行器采用的的直驅式液壓伺服控制系統(tǒng)達到了世界的最高水平，深受產(chǎn)制造領域的喜愛[4]。2、從 1970 年開始，美國的科研領域對執(zhí)行器開始有了初步的研究[5]。3、直到 90 年代該技術發(fā)展比較成熟，將電液執(zhí)行器應用到了戰(zhàn)斗機的零部件一系列的試驗，得出最好的使用效果，提高整體的性能[6]。4、美國的 KOSO 企業(yè)研制的 REXA 執(zhí)行器如圖 1-1 所示，很早進入中國國內(nèi)市用雙向泵與伺服電機的組合技術可以改善該執(zhí)行器性能，用集成塊來完成動作。5、韓國企業(yè) PRMTECH 生產(chǎn)的新型液動執(zhí)行器如圖 1-2 所示，主要用在化工加工、船用工業(yè)、建筑、冶金等制造業(yè)中。采用內(nèi)置式結構，減少油箱和液壓管元，因此小體積，維護和更換方便，而且可以安裝在狹小的空間。該執(zhí)行器內(nèi)置控制單元，可以對系統(tǒng)單元獨立操作，應急性比較高。6、英國 Rotork 公司生產(chǎn)的液動執(zhí)行器產(chǎn)品如圖 1-3 所示。該執(zhí)行器可以進行制。

工、船用工業(yè)、建筑、冶金等制造業(yè)中。采用內(nèi)置式結構，減少油箱和液壓，因此小體積，維護和更換方便，而且可以安裝在狹小的空間。該執(zhí)行器內(nèi)制單元，可以對系統(tǒng)單元獨立操作，應急性比較高。6、英國 Rotork 公司生產(chǎn)的液動執(zhí)行器產(chǎn)品如圖 1-3 所示。該執(zhí)行器可以進。圖 1-1 REXA 執(zhí)行器 圖 1-2 PRMTECH 執(zhí)行器

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 顧寄南;沈雨春;毛衛(wèi)平;;船用蝶閥液動執(zhí)行器的研究與分析[J];機械制造;2015年05期

2 曹仲武;;中心型蝶閥流場的數(shù)值模擬及分析[J];化工管理;2015年10期

3 王前洪;;模糊控制理論的特點及應用[J];河南科技;2014年18期

4 羅念寧;趙立軍;姜繼海;張健;于安才;;一種混聯(lián)式液壓混合動力系統(tǒng)及控制策略[J];華南理工大學學報(自然科學版);2014年09期

5 齊海濤;付永領;郎燕;;大型客機飛控作動系統(tǒng)配置方案設計[J];液壓與氣動;2014年04期

6 沈洋;金曉宏;楊科;;蝶閥三維流場仿真和閥板驅動力矩求解[J];中國科技論文;2013年08期

7 張應遷;唐克倫;;基于ANSYS的FLUENT前處理[J];機械工程師;2012年06期

8 劉輝;戈亮;嚴軍;;船用蝶閥液壓控制系統(tǒng)的數(shù)值仿真[J];中國艦船研究;2012年02期

9 賈正偉;石博強;趙志國;李猛;;一種新型電液執(zhí)行器設計[J];液壓與氣動;2011年11期

10 高建剛;;蝶閥的結構特點及制造工藝研究[J];通用機械;2010年12期

本文編號：2781992