2d数字伺服阀集成控制系统的研究

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1、硕士学位论文(学术型)论文题目：2D数字伺服阀集成控制系统的研究作者姓名：俞张斌指导教师：俞浙青教授学科专业：机械工程所在学院：机械工程学院提交日期2016年04月浙江工业大学硕士学位论文（学术型）2D数字伺服阀集成控制系统的研究作者姓名：俞张斌指导教师：俞浙青教授浙江工业大学机械工程学院2016年04月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterTheStudyofIntegratedControlSystemfor2DDigitalSe

2、rvoValveCandidate:YuZhangbinAdvisor:Prof.YuZheqingCollegeofMechanicalEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyApril2016浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明，独立进行研究工：所提交的学位论文是本人在导师的指导下作所取得的硏巧成果。除文中己经加レ：ｘ标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重

3、要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。。作者签名：：２雖义式日期／知午月化日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库、。进行检索，可采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文＂＂本学位论文属于（请在ｕｉ、下相应方框内打Ｖ）□呆密，在年解密后适用本授权书。＾＾包不保密。芬

4、文作者签名：苗日期：化日！＞１如４月导师签名：寺日期：三￡店年乂月＞心日浙江工业大学硕士学位论文（学术型）2D数字伺服阀集成控制系统的研究摘要电液伺服阀作为电液伺服控制系统中的核心元件，对整个液压伺服系统的性能起到了关键性作用。相对于其它伺服阀而言，2D数字伺服阀不仅具有抗污染能力强、结构简单以及动静态性能好等优点，而且还可以对其进行直接数字控制，因此具有广泛的应用前景。本论文以Φ10通径2D数字伺服阀作为研究对象，针对2D数字阀及其控制系统展开相应研究。在结构上，该阀以阀芯上高压槽与阀套上斜槽构成液压阻尼半桥，取代以高压圆孔

5、与螺旋槽构成的液压阻尼半桥，提高了响应速度，降低了加工成本。以高速DSP为核心元件设计的集成控制系统不仅具有良好的动静态特性，而且集实时控制、工作状态实时监控、参数在线设置以及控制电路板的调试于一体。具体工作内容和研究成果如下：（1）阐述了Φ10通径2D数字伺服阀的工作原理，结构上采用了高低压槽与斜槽构成导控级液压阻尼半桥，以增加导控级初始流量，提高了响应速度，降低了加工成本，由此建立了Φ10通径2D数字伺服阀的数学模型，并进行了仿真分析，研究了主要结构参数对阀动静态特性的影响。（2）对2D数字伺服阀的电-机械转换器——两相混合式步进电机进

6、行研究分析。阐述了电-机械转换器的工作原理；为了消除步进电动机分辨率与响应速度的矛盾，采用了连续跟踪控制算法，在此基础上建立了电-机械转换器的数学模型，并进行了仿真分析。仿真结果表明，2D数字伺服阀的电-机械转换器具有良好的动静态特性。（3）基于连续跟踪控制算法，以TMS320F2812芯片为核心元件设计了2D数字伺服阀嵌入式集成控制器。该集成控制器不单纯只是完成对电-机械转换器的控制器任务，还能通过上位机对电-机械转换器的工作状态进行实时监控，同时还可以通过上位机完成控制器所需要的参数在线设置，如PID参数、电流标定等参数的设置，无需通过

7、仿真器烧写来完成参数的设置。另外，控制器的设计还考虑到控制电路板的调试，通过上位机、无需仿真器就可以完成电路板各个模块的调试，降低了工作强度，提高了调试效率，便于批量生产。该控制器集控制，工作状态实时监控、参数在线设置以及控制电路板调试等功能于一体。（4）基于LabVIEW开发了上位机调试监控软件，通过该软件与2D数字伺服阀控制器有机结合，实现2D数字伺服阀控制器的在线参数设置，工作状态的实时监控以及I摘要电路板调试。该软件具有友好的人机界面、操作简单、可靠实用等优点。（5）搭建了Φ10通径2D数字伺服阀的实验测试平台，测试了空载流量特性曲

8、线、内泄漏特性以及动态特性等。实验结果表明，Φ10通径2D数字伺服阀具有良好的动静态特性，其滞环为2.37%，线性度为1.5%，在20MPa压力下的阶跃响应上升时间约为5.8ms