浅谈基于动阀套位移反馈的电液比例方向节流阀动态设计与仿真论文

《浅谈基于动阀套位移反馈的电液比例方向节流阀动态设计与仿真论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅谈基于动阀套位移反馈的电液比例方向节流阀动态设计与仿真论文李根义张金喜魏兴乔张增猛周华论文关键词：比例方向节流阀动态仿真MATLAB论文摘要：分析了一种基于动阀套位移反馈的两级电液比例方向节流阀的工作原理，建立r该阀的线性化模型，从稳态误差以及快速性两个方面，对该阌进行了动态特性仿真，提出了改进该阀动态性能的措施。电液比例控制技术已逐渐发展为一种控制手段，充当了连接现代微电子技术和大功率控制对象之间的桥梁。电液比例阀也因其控制精度高、反应快的特点，在高精度的机电一体化系统、工程机械机载控制系统、大型舰船驱动系统、大型试验设备中得到广泛的应用。其中电液比例方

2、向节流阀是一种按输入电信号的正负、数值大小，实现液流方向控制和流量比例控制的电液比例阀。1动阀套位移反馈比例方向节流阀工作原理电液比例方向节流阀阀体主要由先导阀动态阻尼、主阀以及反馈杠杆等组成。其中先导阀为零开口四边滑阀.freel为主阀阀芯等效质量，为主阀等效粘性阻尼系数，为主阀液动力刚度，为主阀等效负载。2．4杠杆的反馈方程杠杆的位移反馈为式中：F。为杠杆对动阀套驱动力，m为先导阀动阀套质量，为先导阀粘性阻尼系数，为先导阀液动力刚度。2．5主阀的流量方程主阀的负载流量方程为式中：c为主阀各节流口的流量系数，为主阀各节流口的面积梯度，p为供油压力，为主阀零

3、位死区，p为主阀负载压力。3动、静态性能仿真分析3．1仿真框图根据以上数学模型，利用MATLAB／Simulink仿真软件建立相应的仿真模型，对比例方向节流阀的动、静态特性进行仿真。对比例方向节流阀来说，与输入信号成比例的输出控制量不是流量，而是功率级阀芯的轴向位移，因为流量除了与轴向位移(阀口开度)相关外，还受负载压力和供油压力变化的影响。该阀在Simulink中的仿真框图如图2所示。仿真时间设置为1s，采用ode45求解器，仿真模式设置为变步长，容差为0．001。3．2性能分析根据以上仿真框图，设定单位斜坡和单位阶跃两种位移输入信号，其对应的响瘟如图3、

4、4所示。从图3可以看出，单位斜坡输入下的主阀芯位移的静态跟随误差为0．25mm，满行程相对误差为2．5％；由图4可以看出，单位阶跃输入下，其上升时间为55ms，动态响应曲线无波动。先导级阀口由于存在动阀套位移闭环反馈，在主阀阀芯运动到指定位移处，其负载流量、压力接近零值，其对应的单位阶跃响应曲线如图5所示。3.3性能改进根据以上性能分析曲线、数据以及考虑到该阀的机械结构，为提高该阀的响应速度，拟采用改变主阀液控敏感腔的承压面积以及先导阀口的流量增益的措施。减小承压面积为原来的90%，其仿真效果如图6所示。增大先导阀口的流量增益为原来的120%，其仿真效果如图

5、7所示。从图6,..毕业7可以看出，减小主阀液控敏感腔的面积以及增大先导阀的流量增益，有助于提高该阀的动态响应，使上升时间减小，基本不影响其稳定性。4结论通过数学模型的建立和仿真，得到了基于动阀套位移反馈的比例方向节流阀在指定位移指令信号输入下的主阀芯位移、动阀套位移、先导阀负载压力、流量等参数的变化规律，并提出了通过改变主阀液控敏感腔的承压面积以及先导阀口流量增益的方法来改进其动态特性，有利于进一步分析以及优化该阀的结构。