深海环境下电液比例阀的动态特性仿真研究

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1、2010年8月机床与液压Aug．2010第38卷第15期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVoI．38No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．15．022深海环境下电液比例阀的动态特性仿真研究谢强，邓斌，曹学鹏(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：在海洋环境下随着海洋深度的增加，环境压力随之增加，导致在深海环境工作的液压源的液压油阻尼系数(黏度)增加，严重影响比例控制的控制特性。基于深海环境，建立电液比例阀的理论模型，通过Matlab／Simulink对系统仿真，研究随着阻尼系数的增加，P

2、ID控制中比例系数K对系统调整时间的影响。仿真结果表明高阻尼系数下，PID控制中比例系数。的值应适当大一点，以改善在高阻尼系数或深海条件下的系统动态特性，而在低阻尼系数或浅海条件下应该减小的值。分析结果为深海环境下PID控制的设计提供参考。关键词：电液比例阀；PID控制；仿真中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)15—068—2DynamicCharacteristicSimulationoftheElectro．hydraulicProportionalValveinDeep．seaEnvironmentXIEQi

3、ang，DENGBin，CAOXuepeng(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan61003I，China)Abstract：Inthemarineenvironment，theenvironmentalpressurewillincreasewiththeincreaseofoceandepth，SOthedampingcoeficient(viscosity)ofhydraulicoilindeep—seaenviro

4、nmentwillincrease．Itwillseriouslyafectthecontrolcharacteristicsofpro—portionalcontro1．BasedOIthedeep—seaenvironment．thetheoreticalmodeloftheelectro·hydraulicproportionalvalvewasestab—lished，thesimulationsofthesystemweremadebyMatlab／Simulinktorearchtheimpactofdampingcoefficientona

5、djustingtime．Thesimulationresultsshowthatinhighdampingcoefficientenvironment，thevalueofproportionalfactorshouldbebigproperlytoim—provesystemdynamiccharacteristic；inlowdampingcoefficientenvironment，thevalueofproportionalfactorshouldbedecreased．Keywords：Electro—hydraulicproportiona

6、lvalve；PIDcontrol；Simulation随着科学技术的发展，电液比例控制技术已不仅仅是一种传动手段，而逐渐变成一种控制手段，充当了连接现代微电子技术与液压技术的角色¨。控制部分已成为了高端液压的神经部分，是系统不可或缺的出口进口部分，其控制特性的好坏将直接决定整个系统的工作图1电液比例阀简图性能。当一个系统工作在一个深海高压环境中时，整个2PID控制基础工作过程靠预定的控制模式进行工作，所用的控制程PID控制规律就是一种对偏差8(t)进行比例、积序必须能适用工作过程中的各种变化，如油液黏度分和微分变换的控制规律，即等。在众多电液阀中滑阀应

7、用比较普遍，作者进行深)=)+)¨](1)海环境下，由于阻尼系数(黏度)等参数的变化对系统影响的仿真研究。式中：K(t)为比例控制项，为比例系数；1电液比例阀结构寺』Js(r)dr为积分控制项，T．为积分时间常数，i川作者研究的电液比例阀结构简图如图1所示。这种滑阀结构由弹簧、滑阀、电磁铁等组成，图1中为微分控制项，为微分时间常数。表示滑阀出口的开度大小，阀的开口特性决定了系统PID控制参数的作用：的输出特性。(1)比例系数直接决定控制作用的强弱，加收稿日期：2009—07—24基金项目：国家863基金资助项目(2006AA09Z226)作者简介：谢强(

8、1985一)，男，硕士生，研究方向为机械电子工程。电话：13540346452，