分析流量伺服阀在液压系统仿真中的描述方法探讨

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1、2014年5月机床与液压Mav2014第42卷第10期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．42No．10DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．10．042流量伺服阀在液压系统仿真中的描述方法探讨刘玉，李新有，刘勋，易坤(中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆401122)摘要：对电液流量伺服阀在液压伺服系统仿真分析中的建模描述方法进行了探讨，重点对基于流量伺服阀样本数据的描述方法进行了原理阐述。采用Simhydraulics软件搭建了物理测试模型并进行了建模验证，为建立高精度液压系

2、统物理仿真模型奠定了基础。关键词：流量伺服阀；物理仿真模型；液压伺服系统；Simhydraulics软件中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)10—137—3AnalysisofFlowControlServovalveModelinginSimulationforHydraulicSystemLIUYu，LIXinyou．LIUXun，YIKun(CISDIEngineeringCo．，Ltd，Chongqing400013，China)Abstract：Theflowcontrol

3、servovalvemodelingmethodsinhydraulicsystemsimulationwerediscussed，focusingontheprincipleofdescriptionmethodbasedonsampledataofflowcontrolse~ovalve．AphysicalsimulationmodelwasestablishedbySimhydraulicssoftware．Itprovidesbaseforimprovingtheaccuracyofhydraulicservosy

4、stemsimulation．Keywords：FlowControlServovalve；PhysicalModeling；HydraulicServoSystem；Simhydraulics在传统的以经典控制理论频率法为基础，采用传1．1主阀阀芯位移响应描述机制递函数描述液压伺服系统的动态响应仿真方法中，通流量伺服阀先导级形。。

5、常采用二阶振荡环节传递函数来描述流量伺服阀的动式多样，但是最终都是驱．75态特性。随着数字仿真技术的发展，出现了多种用于动主阀芯快速运动到达指蠢。l液压元件和液压系统性能分析的仿真软件，如美国

6、令位置。以MOOG公司1TheMathWorks公司推出的Simhydraulics软件包，法国Imagine公司推出的AMESim等。这些软件对流．1量伺服阀模型的描述方法不再是简单的传递函数，而是采用功率键合图的方法，用图形方式来描述流量伺服阀实际各物理量的变化规律。它能反映流量伺服阀的动态特性和功率流动情况，对伺服阀的描述将更精确、更直观，并且描述的参数具有确定的物理含义。1流量伺服阀模型的描述方法伺服阀的种类很多，常用的流量伺服阀包括喷嘴挡板式、射流管式、动圈式、直接驱动力马达式等，这些流量伺服阀的结构和电气元件各

7、不相同，但是其最终表现的性能就是在给定不同电信号和不同压差工况下形成不同的流量输出。如果不考虑流量伺服阀不同的结构，只关注流量伺服阀的使用性能，模拟实际流量伺服阀样本给出的数据，可以分成两部分来描X(s)K述：第一部分为流量伺服阀主阀阀芯位移响应描述，)上z+2~srs+1即动态特性描述；第二部分为流量伺服阀的负载流量∞特性描述，即功率流动描述。以下详细介绍对这两部式中：Kv为伺服阀静态阀芯位移放大系数，m／mA；分的具体描述方法。为伺服阀的固有频率，rad／s；收稿日期：2013—04—08作者简介：刘玉(1982一)，

8、男，工程师，主要研究方向为冶金液压系统设计、伺服控制及其仿真研究。E—mail：Yu．A．Liu@cisdi．com．cn。·138·机床与液压第42卷为伺服阀的阻尼比，一般取0．6～0．7。对于MOOG公司D661．G．A系列流量伺服阀，额I一阶滞后悠速度饱和积埘分伍移l定流量80L／min为例，样本给出60=225rad／s，取=0．7，分别给定阀芯给定信号100％、75％、图5动态反馈阀芯响应描述控制框图50％、25％，得到的仿真结果如图2所示。图5的控制框图中，给定阀芯电信号，通过一阶滞后环节转化为阀芯运动速度；阀

9、芯运动速度限幅后l一阀芯给定信号25％进行积分，得到阀芯实际位移；阀芯实际位移限幅后2一阀芯给定信号50％卜阀芯给定信号75％反馈回与指令值比较，形成动态反馈闭环。4～阀芯给定信号100％同样对于MOOG公司D661一G-A系列流量伺服阀，额定流量80L／min为例，采用图5控制框图建立仿真模型，根据样