带有高速开关阀先导式电／气比例阀仿真分析

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1、2010年7月机床与液压Ju1．2010第38卷第l3期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．38No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．13．044带有高速开关阀的先导式电／气比例阀仿真分析姚蘅，王涛，范伟，彭光正(北京理工大学自动化学院，北京100081)摘要：对带有高速开关阀的先导式电／气比例阀压力控制系统进行研究，根据阀的物理结构和动作原理建立了该系统的数学模型，并且采用Simulink对其进行了仿真，通过仿真和实验结果的对比，验证了所建立的数学模型的正确性，另一方面也分析了对系

2、统的动态响应特性造成影响的因素。从理论上对如何进一步改善其动态响应特性提出了建议，为进一步优化控制算法、改善系统动态响应提供了依据。关键词：电／气比例阀；数学模型；仿真；动态响应中图分类号：TP271+．32文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)13—147—4TheSimulationofProportionalPressureValvewithHighSpeedPilotSwitchesYAOHeng，WANGTao，FANWei，PENGGuangzheng(SchoolofAutomation，BeijingIns

3、tituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Thepressurecontrolsystemofproportionalpressurevalvewithhighspeedpilotswitcheswasstudied．Themathemati—calmodelwasestablishedaccordingtovalve’Sphysicalstructureandactionprinciple，andsimulatedinSimulink．Thecomparisonofsimulatio

4、nandexperimentalresultsverifiedthemathematicalmodeliscorrect．Theflactorsthatmayimpactthedynamicresponsechar-acteristicsofthesystemwereanalyzed．Recommendationsonhowtoimprovethedynamicresponsecharacteristicsweremadetheoreti—cally，whichlaidthefoundationtofurtheroptimizetheco

5、ntrolalgorithmsandtoimprovethesystemdynamicresponsecharacteristics．Keywords：Proportionalpressurevalve；Mathematicalmodel；Simulation；Dynamicresponse在气动控制领域中，常需要将控制信号成比例地为0．5MPa，连接口径为1／4。转换成气压或流量，驱动气动执行机构的动作。压力型电／气比例阀是将输入电信号成比例地转换成输出压力的气动控制元件。为了提高气动系统的控制精度，电／气比例压力阀需要有较好的静态控制

6、精度与动态响应特性。但某些电／气比例阀在实际应用时会出现压力震荡的现象。为此，需要对其动态特性进行分析研究。作者主要针对SMC公司生产的ITV2030型电／气比例阀压力控制系统进行建模与仿真。在采用该系列电／气比例阀进行等温容器充排气法测量流量特性实验时，会出现容器压力在设定压力附近大幅波动的现象。为了进一步研究此现象产生的原因，本文依据电／气比例阀的物理结构和工作原理，对电／气比例图1ITV型电／气比例阀的结构原理阀气压控制系统进行建模和仿真，并进行实验验证，该阀的工作原理如图1所示，当压力传感器检测分析对系统的动态响应特性造成影响的因

7、素，为消除到输出气压小于设定值时，控制回路输出控制信号打出口压力震荡现象、实现气压的精密控制奠定理论基开供气先导阀，使先导腔的压力增大，先导气压力作础。用在膜片的上方，主阀芯下移，供气阀芯开启，气源1ITV型电／气比例阀的结构原理向出口充气，输出压力升高。当压力传感器检测到输电／气比例阀型号为ITV-2030-212$5，其电源电出气压大于设定值时，控制回路输出控制信号打开排压为DC24V，输入信号DC0～5V，输出压力上限气先导阀，使先导腔通过排气口向外排气，于是先导收稿日期：2010—04—23作者简介：姚蘅(1987一)，女，硕士研

8、究生，主要研究方向为检测技术与自动化装置。电话：13683016562，E—mailyh0329@163．con。·148·机床与液压第38卷腔压力下降，主阀芯上移。当供气阀芯完全关闭后，dQ