發(fā)布時(shí)間：2020-06-30 10:05

【摘要】： 本論文在分析新型形狀記憶合金B(yǎng)MF(BioMetal Fiber)特性的基礎(chǔ)上,提出了一種基于BMF的新型氣動(dòng)微型伺服閥,并對(duì)這種新型氣動(dòng)微型伺服閥進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算、仿真研究和控制研究。 該伺服閥使用新型形狀記憶合金B(yǎng)MF作為驅(qū)動(dòng)元件,在施加一定的控制電壓時(shí),BMF開(kāi)始動(dòng)作,帶動(dòng)閥芯移動(dòng),從而可以實(shí)現(xiàn)新型氣動(dòng)微型伺服閥的開(kāi)啟和關(guān)閉,達(dá)到對(duì)BMF的一種實(shí)際應(yīng)用。 在論文中研究了新型氣動(dòng)微型伺服閥的整體結(jié)構(gòu)圖,對(duì)偏壓彈簧和錐閥芯進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算,論述了這種伺服閥的工作原理,并繪出了伺服閥的三維模型圖并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受力分析。 同時(shí)用理論分析的方法推導(dǎo)了新型氣動(dòng)微型伺服閥的線性數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù),并分析了被控對(duì)象的基本特性;利用Simulink模塊表達(dá)狀態(tài)方程,通過(guò)PID控制器的控制策略對(duì)伺服閥進(jìn)行了仿真分析。 研究了伺服閥的單片機(jī)伺服控制系統(tǒng),對(duì)伺服閥的出口流量和壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理。從壓力傳感器和流量傳感器出來(lái)后的信號(hào)送入A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理,處理后的數(shù)據(jù)送到控制器AT89C52;同時(shí),該數(shù)據(jù)與設(shè)定的壓力和流量值進(jìn)行比較求出偏差值,通過(guò)PID算法獲取調(diào)控值,通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換,施加控制電壓給伺服閥的驅(qū)動(dòng)元件BMF,使閥門(mén)開(kāi)啟,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服閥出口壓力和流量大小的控制。該系統(tǒng)具有控制精度高、速度快、控制質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn),能夠達(dá)到預(yù)想的控制效果。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TH138.52
【圖文】：

理的微型閥相繼研制問(wèn)世[16]。靜電致動(dòng)微型閥國(guó) Honeywell 公司研制的一種薄膜懸臂梁結(jié)構(gòu)的靜電致動(dòng)微閥膜片尺寸分別為 24×602μ m和 350×3902μ m，閥膜片的其主要制作工藝過(guò)程是在雙面拋光的<100>硅片上淀積成形屬電極及犧牲層，在用等離子體蝕刻出閥膜片邊緣和出口通后用 KOH 溶液異向蝕刻硅基板，選擇蝕除掉犧牲層。該閥，可控 15kPa 的壓力和 150ml/min 的流量，并能承受 101kPa動(dòng)的缺點(diǎn)在于需要較高的驅(qū)動(dòng)電壓，或致動(dòng)力小。美國(guó) MIT 平衡靜電致動(dòng)微型閥，用于控制高壓流體。其設(shè)計(jì)思想是使動(dòng)閥堵上產(chǎn)生平衡力，通過(guò)幾何參數(shù)的優(yōu)化，可以很小的致關(guān)閉。本日立制作所開(kāi)發(fā)出一種如圖 1.1 所示具有大變形閥膜片結(jié)靜電致動(dòng)亦能實(shí)現(xiàn)大的位移而不減弱致動(dòng)力。

致動(dòng)微型閥的尺寸在數(shù)十微米級(jí)時(shí)，電磁致動(dòng)的能量密度仍可能比靜級(jí)。另外微型閥的閥膜片或閥堵多利用硅薄膜的變形達(dá)到變形通常小于 20 μ m，且致動(dòng)力大部消耗在膜片的彈性變 NovaSensor 設(shè)計(jì)出一種減弱閥膜片支撐部分的剛性的閥膜 50 μ m的變形，適于電磁致動(dòng)。日本 NTT 境界領(lǐng)域研究所構(gòu)的微型閥，為減小泄露，開(kāi)發(fā)了自對(duì)準(zhǔn)工藝。該閥可在 0磁場(chǎng)作用下工作，可控氣體流量為 0.24～19.2kPa—ml/mi屬片致動(dòng)微型閥膨脹系數(shù)不同的兩個(gè)金屬薄片疊合在一起，因熱膨脹伸長(zhǎng)美國(guó) ICSensors 利用這種雙金屬片致動(dòng)原理研制的微型閥如厚 10 μ m、直徑為 2.5mm，鋁層厚 5 μ m，常開(kāi)間隙為 4 氣壓的氣流，最大流量約為 85ml/min。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 徐現(xiàn)榮;一種基于BMF的新型氣動(dòng)微型伺服閥及控制系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2008年

2 楊薇;中國(guó)OEM企業(yè)特征分析及路徑選擇的實(shí)證研究[D];武漢科技大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2735189