發(fā)布時間：2017-04-24 16:02

  本文關(guān)鍵詞：基于PWM的液壓高速開關(guān)閥結(jié)構(gòu)設(shè)計與特性分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和在各領(lǐng)域的日益廣泛應(yīng)用,電液數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)成為實現(xiàn)機電一體化的重要手段,是實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)進行高速、高精度控制的理想方法,目前已廣泛應(yīng)用于汽車、冶金、工程機械、航空航天等重要領(lǐng)域。高速開關(guān)閥的研究是電液數(shù)字控制技術(shù)中的一個重要部分,而高速開關(guān)閥是實現(xiàn)電液數(shù)字控制的關(guān)鍵元件,其工作原理是根據(jù)一系列脈沖電信號控制電磁鐵產(chǎn)生吸力,使得閥芯高速正、反向運動,從而實現(xiàn)液流在閥口處的交替通、斷功能,無需D/A轉(zhuǎn)換接口即可實現(xiàn)可靠的數(shù)字化電液控制。特別近年來,工程機械等的發(fā)展對高速開關(guān)閥提出了更高的技術(shù)要求,而現(xiàn)有的高速開關(guān)閥主要存在著輸出流量小、響應(yīng)速度慢的缺點,如何解決大流量和高響應(yīng)之間的矛盾一直是液壓高速開關(guān)閥設(shè)計中的難點,這種矛盾的存在在一定程度上制約了高速開關(guān)閥的應(yīng)用與發(fā)展。 本文以高速開關(guān)閥大流量與高響應(yīng)之間存在的矛盾為研究出發(fā)點,在保證高速開關(guān)閥大流量的基礎(chǔ)上能夠適當(dāng)提高響應(yīng)速度,基于此種目的設(shè)計了一種新型脈寬調(diào)制式(PWM)高速開關(guān)閥,該閥采用二級結(jié)構(gòu)并實現(xiàn)二位三通控制,先導(dǎo)級為雙噴嘴擋板閥,功率主級采用對稱錐閥結(jié)構(gòu)。預(yù)期所設(shè)計的脈寬調(diào)制式高速開關(guān)閥達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)：空載流量大于40L/min(△P=16MPa),閥芯開關(guān)時間小于4ms。 根據(jù)所設(shè)計高速開關(guān)閥的工作原理,運用CAD軟件畫出二維裝配圖,對主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行初步設(shè)計計算；運用Fluent軟件對主閥口流道進行三維建模并分析其流場特性,得出了不同閥口開度下的流量-壓力曲線；在建立高速開關(guān)閥數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,分別運用AMESim和MATLAB/Simulink對高速開關(guān)閥進行靜動態(tài)特性研究,先后分析了雙噴嘴擋板閥的控制壓力在不同參數(shù)下的階躍響應(yīng)、不同脈寬占空比及幾個重要參數(shù)變化對高速開關(guān)閥性能的影響,為該閥結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理選擇提供了依據(jù)。 通過對該閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真分析,最終得出所設(shè)計的高速開關(guān)閥的開啟和關(guān)閉時間分別為3.2ms和3.6ms,空載流量達(dá)到50L/min以上,仿真結(jié)果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：脈寬調(diào)制 高速開關(guān)閥 結(jié)構(gòu)設(shè)計 流場 特性 仿真
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH137.52
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 圖表索引10-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 選題背景12
• 1.2 數(shù)字式液壓技術(shù)12-16
• 1.2.1 間接式數(shù)字液壓技術(shù)13
• 1.2.2 直接式數(shù)字液壓技術(shù)13-16
• 1.3 高速開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)特點16-17
• 1.4 高速開關(guān)閥的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.4.1 新型電機械轉(zhuǎn)換器17-18
• 1.4.2 新型閥芯閥體結(jié)構(gòu)18-20
• 1.4.3 新型材料的應(yīng)用20-21
• 1.5 課題的研究意義21-22
• 1.6 主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 基于PWM的高速開關(guān)閥結(jié)構(gòu)設(shè)計23-35
• 2.1 基于PWM高速開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)分析23-27
• 2.227-33
• 2.2.2 雙噴嘴擋板閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計27-29
• 2.2.3 高頻電磁鐵的結(jié)構(gòu)設(shè)計29-33
• 2.3 本章小結(jié)33-35
• 第3章 高速開關(guān)閥的流場仿真35-42
• 3.1 Fluent軟件簡介35-36
• 3.2 主閥流場的仿真分析36-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 第4章 基于PWM的高速開關(guān)閥特性分析42-63
• 4.1 PWM信號下的閥芯運動分析42-46
• 4.2 數(shù)學(xué)模型46-51
• 4.2.1 高頻電磁鐵的數(shù)學(xué)模型46-48
• 4.2.2 雙噴嘴擋板閥的數(shù)學(xué)模型48-50
• 4.2.3 主閥數(shù)學(xué)模型50-51
• 4.3 先導(dǎo)級雙噴嘴擋板閥的AMESim仿真研究51-54
• 4.3.1 AMESim仿真軟件介紹51-52
• 4.3.2 AMESim仿真模型52
• 4.3.3 仿真結(jié)果與分析52-54
• 4.4 MATLAB仿真分析54-62
• 4.4.1 MATLAB/Simulink仿真軟件介紹54-55
• 4.4.2 仿真模型的建立55-57
• 4.4.3 仿真結(jié)果分析57-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄69

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于PWM的液壓高速開關(guān)閥結(jié)構(gòu)設(shè)計與特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：324495