發(fā)布時(shí)間：2019-04-26 00:16

【摘要】：本文設(shè)計(jì)了一種采用PCM（脈碼調(diào)制）先導(dǎo)控制的水液壓數(shù)字比例閥，用于控制水下作業(yè)工具的運(yùn)動(dòng)。 本文研究了先導(dǎo)閥的液阻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)先導(dǎo)閥的液阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和理論分析，得出了壓力控制口壓力與液阻網(wǎng)絡(luò)型式和參數(shù)之間的定量關(guān)系，設(shè)計(jì)了合理的液阻網(wǎng)絡(luò)型式和參數(shù)。建立了主閥閥芯的受力平衡方程，分析了主閥閥口的壓力流量特性，設(shè)計(jì)了主閥的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)。 利用AMESim仿真軟件對(duì)閥進(jìn)行建模和仿真，得出了閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性曲線(xiàn)以及閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)的主要影響因素，設(shè)計(jì)了較合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，，保證了閥具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)對(duì)先導(dǎo)閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)至關(guān)重要，本文對(duì)先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入的分析研究。分析了壓電致動(dòng)器基本特性，并以此為依據(jù)選取了經(jīng)濟(jì)適用的壓電驅(qū)動(dòng)電源和控制板，設(shè)計(jì)了放電回路模塊；分析了柔順機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)對(duì)其剛度的影響，并在ANSYS中建模分析了不同結(jié)構(gòu)尺寸的柔順機(jī)構(gòu)的放大率，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)較為合理的柔順機(jī)構(gòu)。 最后制作了樣機(jī)，并對(duì)樣機(jī)的壓力、流量控制特性和壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：樣機(jī)具有較好的壓力、流量控制特性和壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；壓力、流量控制特性與理論分析值比較接近；壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性受實(shí)驗(yàn)條件、加工條件和放電回路等的影響，與仿真結(jié)果有一定的偏差；閥的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能基本滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，具有較好研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景！
[Abstract]:In this paper, a water hydraulic digital proportional valve controlled by PCM (Pulse Code Modulation) pilot is designed to control the movement of underwater working tools. In this paper, the hydraulic resistance network of pilot valve is studied, the mathematical modeling and theoretical analysis of the hydraulic resistance network of pilot valve are carried out, and the quantitative relationship between pressure control port pressure and the type and parameters of hydraulic resistance network is obtained. Reasonable types and parameters of hydraulic resistance network are designed. The force balance equation of the main valve core is established, the pressure and flow characteristics of the valve port are analyzed, and the structure type and parameters of the main valve are designed. The dynamic response characteristic curve of the valve and the main influencing factors of the valve dynamic response are obtained by using AMESim simulation software. The reasonable structural parameters are designed to ensure that the valve has a good dynamic response characteristic. The pilot valve drive amplification mechanism is very important to the pilot valve dynamic response. In this paper, the pilot valve drive amplification mechanism is deeply analyzed and studied. Based on the analysis of the basic characteristics of the piezoelectric actuator, the economical and applicable piezoelectric driving power supply and control board are selected, and the discharge circuit module is designed. The influence of the main structural types and parameters on the stiffness of the compliant mechanism is analyzed. The magnification of the compliant mechanism with different structural sizes is modeled and analyzed in ANSYS, and the more reasonable structural types and parameters of the compliant mechanism are designed. Finally, the prototype is made, and the pressure, flow control and dynamic response characteristics of the prototype are studied experimentally. The experimental results show that the prototype has good pressure, flow control characteristics and pressure dynamic response characteristics, and the pressure and flow control characteristics are close to the theoretical analysis values. The dynamic response characteristics of pressure are affected by the experimental conditions, processing conditions and discharge circuit, and there is a certain deviation from the simulation results. The static and dynamic performance of the valve basically meets the design requirements, and has good research value and application prospect.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(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)：2465583