【摘要】：電液比例閥是電液控制系統(tǒng)中的核心控制元件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器作為電液比例控制元件中的關(guān)鍵部分，其性能直接影響電液比例控制元件的性能。傳統(tǒng)電液比例閥的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器為比例電磁鐵，雖然其價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，但也有線性度差、滯環(huán)大、控制精度低等缺點(diǎn)。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、控制理論的快速發(fā)展，交流伺服電機(jī)技術(shù)得到了很好的發(fā)展，其具有控制精度高、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。論文采用交流伺服電機(jī)取代比例電磁鐵，作為電液比例閥的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，，解決了比例電磁鐵存在的問(wèn)題。 論文采用永磁交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥芯移動(dòng)，控制閥口大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出流量的控制。分析了數(shù)字型比例閥不同方案的特點(diǎn)，并完成方案設(shè)計(jì)。分析了不同結(jié)構(gòu)的閥芯、閥體和節(jié)流槽的特點(diǎn)，并完成了閥芯、閥體及節(jié)流槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)閥芯進(jìn)行受力分析，在此的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了滾珠絲杠副并進(jìn)行校驗(yàn)。 建立了數(shù)字型比例閥的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。分別建立了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及液壓滑閥的運(yùn)動(dòng)方程，并在此基礎(chǔ)上，建立了數(shù)字型比例閥的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，為進(jìn)一步的理論分析奠定了基礎(chǔ)。利用MATLAB軟件的仿真環(huán)境，建立數(shù)字型比例閥的穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)仿真模型，并對(duì)其穩(wěn)態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析。 在同等條件下，對(duì)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字型比例閥與傳統(tǒng)的比例電磁鐵式電液比例閥進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流量特性試驗(yàn)對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明：在閥芯閥體結(jié)構(gòu)相同的條件下，數(shù)字型比例閥與傳統(tǒng)比例閥相比，其線性度更好，死區(qū)較小，線性區(qū)較大，流量控制范圍也更大。
[Abstract]:The electro-hydraulic proportional valve is the core control element in the electro-hydraulic control system and is widely used in the industrial field. As a key part of electro-hydraulic proportional control element, the performance of electro-mechanical converter directly affects the performance of electro-hydraulic proportional control element. The electro-mechanical converter of the traditional electro-hydraulic proportional valve is a proportional electromagnet. Although its price is low and its structure is simple and firm, it also has the disadvantages of poor linearity, large hysteresis and low control precision. In recent years, with the rapid development of power electronics technology and control theory, AC servo motor technology has been well developed, which has the characteristics of high control precision and fast response speed. In this paper, AC servo motor is used to replace proportional electromagnet as electro-mechanical converter of electro-hydraulic proportional valve, which solves the problem of proportional electromagnet. In this paper, permanent magnet AC servo motor is used to drive the movement of valve core and control the size of valve opening to realize the control of output flow. The characteristics of different schemes of digital proportional valve are analyzed, and the scheme design is completed. The characteristics of spool, valve body and throttle are analyzed, and the structure design of spool, valve body and throttle is completed. On the basis of the stress analysis of the valve core, the ball screw pair is designed and checked. The steady mathematical model of digital proportional valve is established. The mathematical models of servo drive system and mechanical drive system and the equation of motion of hydraulic slide valve are established respectively. On this basis, the dynamic mathematical model of digital proportional valve is established, which lays a foundation for further theoretical analysis. The steady and dynamic simulation models of the digital proportional valve are established by using the simulation environment of MATLAB software, and the steady and dynamic characteristics of the digital proportional valve are simulated and analyzed. Under the same conditions, the steady flow characteristics of the digital proportional valve driven by servo motor and the traditional proportional electrohydraulic proportional valve are compared. The experimental results show that the digital proportional valve has better linearity, smaller dead zone, larger linear zone and larger flow control range than the traditional proportional valve under the same structure of valve core valve body.
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.52

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本文編號(hào)：2394995