【摘要】：隨著技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的提高,氣動(dòng)系統(tǒng)的使用越來(lái)越廣泛,氣動(dòng)電磁閥作為氣動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,其響應(yīng)特性對(duì)于整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)的性能有著重要的影響,因此對(duì)于電磁閥響應(yīng)特性的檢測(cè)變得十分關(guān)鍵。本文針對(duì)氣動(dòng)電磁閥響應(yīng)特性參數(shù)的測(cè)量需求,在總結(jié)國(guó)內(nèi)外電磁閥測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)試方法及參考相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并搭建了一套氣動(dòng)電磁閥響應(yīng)特性參數(shù)綜合測(cè)試系統(tǒng)。該測(cè)量系統(tǒng)結(jié)合傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、信號(hào)處理、誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)和方法,解決了泄漏、響應(yīng)時(shí)間、啟動(dòng)氣壓、最大切換頻率等電磁閥響應(yīng)特性參數(shù)的測(cè)量問(wèn)題。系統(tǒng)操作方便,自動(dòng)化程度高。主要成果和結(jié)論如下:為了深入分析電磁閥的響應(yīng)特性,采用了CFD方法,使用FLUENT軟件對(duì)電磁閥的流場(chǎng)進(jìn)行分析,并得到傳統(tǒng)公式難以獲得的氣動(dòng)力參數(shù)。建立電磁閥的數(shù)學(xué)模型,代入流場(chǎng)仿真得到的氣動(dòng)力參數(shù),最終在Simulink中完成計(jì)算,并根據(jù)仿真結(jié)果分析了入口壓力、線圈匝數(shù)、驅(qū)動(dòng)電壓等參數(shù)對(duì)電磁閥響應(yīng)特性的影響。構(gòu)建了電磁閥響應(yīng)特性測(cè)試系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)。硬件系統(tǒng)由氣路模塊、信號(hào)采集模塊、控制模塊組成。將被測(cè)閥接入氣路進(jìn)行測(cè)試,信號(hào)采集模塊通過(guò)傳感器將壓力等信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)過(guò)濾、數(shù)字化發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行處理,控制模塊完成對(duì)各元件的控制。軟件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集與處理、結(jié)果顯示、生成檢測(cè)報(bào)告等工作。選取多種不同電磁閥進(jìn)行了大量響應(yīng)特性參數(shù)測(cè)試,并分析了動(dòng)作頻率及入口壓力對(duì)于電磁閥響應(yīng)特性的影響,試驗(yàn)表明:實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)果保持一致。最后,對(duì)電磁閥測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定,并通過(guò)誤差分析、密封性分析、重復(fù)性分析等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)定。結(jié)果表明,系統(tǒng)壓力控制誤差≤1.25%FS,壓力測(cè)量誤差≤1%FS,電流測(cè)量誤差≤0.3%FS,時(shí)間測(cè)量誤差≤0.7ms,可以測(cè)量響應(yīng)時(shí)間在ms級(jí)別的氣動(dòng)電磁閥響應(yīng)特性參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH138
【圖文】：

圖 1.1 電磁驅(qū)動(dòng)微閥試驗(yàn)裝置示意圖 Klaus Mutschler 等人利用網(wǎng)絡(luò)仿真的方法在仿真軟件的不同部分和相應(yīng)的物理關(guān)系使用偏微分方程表示，閥完整模型，通過(guò)對(duì)比計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了爾濱工業(yè)大學(xué)的李松晶等人基于 FLUENT 流體計(jì)算的動(dòng)邊界條件函數(shù)，通過(guò)計(jì)算不同閥口開(kāi)度下的流場(chǎng)度成正比例關(guān)系[3]。彬采用有限元方式對(duì)液壓支架電磁閥進(jìn)行了仿真研究用試驗(yàn)方式進(jìn)行了驗(yàn)證。根據(jù)得到驗(yàn)證的模型對(duì)電磁

圖 1.1 電磁驅(qū)動(dòng)微閥試驗(yàn)裝置示意圖德國(guó)弗萊堡大學(xué) Klaus Mutschler 等人利用網(wǎng)絡(luò)仿真的方法在仿真軟件 SABAR 中對(duì)電磁閥進(jìn)行建模，閥門的不同部分和相應(yīng)的物理關(guān)系使用偏微分方程表示，建立包括電、機(jī)械體動(dòng)力特性的分配閥完整模型，通過(guò)對(duì)比計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了模型的正確性[2]。在國(guó)內(nèi)方面，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的李松晶等人基于 FLUENT 流體計(jì)算軟件，采用 UDF 編義了氣動(dòng)電磁微閥的動(dòng)邊界條件函數(shù)，通過(guò)計(jì)算不同閥口開(kāi)度下的流場(chǎng)，得出閥出口流量-出口壓差、閥口開(kāi)度成正比例關(guān)系[3]。浙江大學(xué)的王揚(yáng)彬采用有限元方式對(duì)液壓支架電磁閥進(jìn)行了仿真研究，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果了數(shù)學(xué)模型，并采用試驗(yàn)方式進(jìn)行了驗(yàn)證。根據(jù)得到驗(yàn)證的模型對(duì)電磁閥進(jìn)行了研究[4]。的模型如圖 1.2。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文利萊徹大學(xué)的 ArcangeloMessina 等人為研究氣動(dòng)系統(tǒng)圖 1.3，可測(cè)實(shí)際氣動(dòng)系統(tǒng)中氣動(dòng)開(kāi)關(guān)電磁閥的響應(yīng)時(shí)理，通過(guò)采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸內(nèi)活塞桿的運(yùn)動(dòng)信息，再關(guān)電磁閥的響應(yīng)時(shí)間，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的誤差補(bǔ)償部分

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳浩;徐敏;謝亮;康偉;;保形動(dòng)網(wǎng)格策略在CFD/CSD耦合中的應(yīng)用[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年05期

2 劉鵬;范立云;白云;馬修真;宋恩哲;;高速電磁閥電磁力近似模型的構(gòu)建與分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2015年16期

3 劉志浩;高欽和;管文良;;高速開(kāi)關(guān)閥流量非線性分析及補(bǔ)償控制驗(yàn)證[J];兵工學(xué)報(bào);2015年01期

4 黃首清;索雙富;李永健;顧新民;王玉明;;刷式密封流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的3維數(shù)值計(jì)算[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年06期

5 李松晶;劉旭玲;賈偉亮;;氣動(dòng)電磁微閥的仿真研究[J];液壓與氣動(dòng);2013年07期

6 唐磊;韓建海;趙書(shū)尚;李向攀;;基于高速開(kāi)關(guān)閥微調(diào)的氣壓精密控制[J];液壓與氣動(dòng);2009年09期

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2 李躍松;超磁致伸縮射流伺服閥的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

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1 李紹磊;面向動(dòng)邊界流場(chǎng)計(jì)算的并行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格重構(gòu)方法[D];浙江大學(xué);2016年

2 胡志亮;液壓電磁換向閥特性研究與性能改進(jìn)[D];上海交通大學(xué);2015年

3 蘭晉;電磁先導(dǎo)閥的動(dòng)態(tài)特性仿真與流場(chǎng)分析[D];太原理工大學(xué);2012年

4 李培良;電磁卸荷閥動(dòng)態(tài)特性仿真及流場(chǎng)數(shù)值模擬[D];太原理工大學(xué);2012年

5 李全令;嵌入式氣動(dòng)電磁閥性能檢測(cè)儀的研制[D];中國(guó)計(jì)量學(xué)院;2012年

6 鄭培根;氣動(dòng)電磁閥綜合性能測(cè)試系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2011年

7 高志飛;液壓支架中電磁先導(dǎo)閥的建模與仿真[D];太原理工大學(xué);2010年

8 馬亮;電磁閥檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[D];武漢科技大學(xué);2009年

9 王揚(yáng)彬;液壓支架電磁閥數(shù)值仿真研究[D];浙江大學(xué);2008年

10 周賢文;基于DSP控制的超磁致伸縮式高速開(kāi)關(guān)閥的研究[D];上海海事大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2806597