电液比例阀独立颤振的叠加方法研究-论文.pdf

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1、２０１４年３月机床与液压Ｍａｒ２０１４第４２卷第５期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ４２Ｎｏ５ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－３８８１２０１４０５０１４电液比例阀独立颤振的叠加方法研究刘国平，夏五星，齐大伟，胡誽华（南昌大学机电工程学院，江西南昌３３００３１）摘要：脉宽调制信号以其高效、灵活、抗干扰能力强的特点被广泛应用在电液比例控制系统中。由于磁铁材料的磁滞和运动的摩擦力会导致液压阀稳态特性存在明显的滞环现象，滞环严重影响了阀的动态响应性能，减小滞环比较有效的

2、方法是在驱动信号中叠加一定频率的颤振信号，目前普遍采用改变ＰＷＭ波占空比的方法来实现颤振信号的叠加。通过理论推导和实验研究证明：改变ＰＷＭ波的频率参数能实现频率和振幅均独立可调的颤振，这种颤振叠加方式使电磁铁平均电流和颤振电流分别受ＰＷＭ占空比和ＰＷＭ频率的独立控制。关键词：ＰＷＭ；反接卸荷；独立颤振；滞环中图分类号：ＴＨ１３７５２＋２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－３８８１（２０１４）５－０４９－３ＭｅｔｈｏｄＳｔｕｄｙｏｆＳｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｎｇＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＤｉｔｈｅｒｔｏＥｌｅｃｔｒｏ

3、ｈｙｄｒａｕｌｉｃＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＶａｌｖｅＬＩＵＧｕｏｐｉｎｇ，ＸＩＡＷｕｘｉｎｇ，ＱＩＤａｗｅｉ，ＨＵＲｏｎｇｈｕａ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＮａｎｃｈａｎｇＪｉａｎｇｘｉ３３００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰｌｕｓＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＷＭ）ｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｆｆ

4、ｉｃｉｅｎｔ，ｆｌｅｘｉｂｌｅａｎｄｓｔｒｏｎｇａｂｉｌｉｔｙｏｆａｎｔｉｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔ，ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｗａｓｃａｕｓｅｄｔｏｅｘｉｓｔｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｖａｌｖｅｉｎｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｖａｌｖｅｗａｓｓｅｒｉｏｕｓｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅｈｙｓｔｅ

5、ｒｅｓｉｓ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｗａｓｂｙｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｎｇｄｉｔｈｅｒｓｗｉｔｈｃｅｒｔａｉｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄａｍｐｌｉｔｕｄｅｔｏｔｈｅｄｉｖｉｎｇｓｉｇｎａｌ，ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｄｕｔｙｒａｔｉｏｏｆＰＷＭｗａｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄｉｔｈｅｒｔｏｔｈｅｓｉｇｎａｌ．Ｔｈｒｏｕｇｈｂｏｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｄｅｄｕｃｉｎ

6、ｇａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙ，ｉｔｐｒｏｖｅｓｔｈａｔｄｉｔｈｅｒｗｉｔｈｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔａｄｊｕｓｔａｂｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄａｍｐｌｉｔｕｄｅｃａｎｂｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅＰＷＭ，ｉｎｔｈｉｓｗａｙｏｆｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｎｇｄｉｔｈｅｒｓ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｃｕｒｒｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔａｎｄｄｉｔｈｅｒｃｕｒｒｅｎｔｃａｎｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙｂｙｔｈｅｄｕｔｙｒａｔｉｏａ

7、ｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆＰＷＭｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＷＭ；Ａｎｔｉｕｎｌｏａｄｉｎｇ；Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｄｉｔｈｅｒ；Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ国外学者Ｍｕｒｔａｕｇｈ于１９５９年第一次成功地将脉Ｑ２同时打开，此时电磁铁两端驱动电压为＋２４Ｖ，宽调制（ＰＷＭ）技术应用在伺服阀上［１］。脉宽调制当ＰＷＭ为低电平时两场效应管同时关闭，此时电磁技术可以通过调节ＰＷＭ波占空比来改变电磁铁线圈铁进行卸荷，电流流向为Ｒ３→Ｄ１→电磁铁→Ｄ２，此电流，因其具有效率高、接口简单、抗干扰等优时电磁铁两端

8、驱动电压为－２４Ｖ，这就是反接卸荷式点［２］，目前被广泛应用于液压控制系统［３］。驱动电路的工作原理。国内学者宫文斌、朱玉田等针对０～＋２４Ｖ的ＰＷＭ驱动信号在电液比例控制中的寄生颤振电流进行了分析并对其计算公式进行了理论推导，通过改变ＰＷＭ波占空比的方式实现了幅度和频率均可调的独立颤振，改善了阀的动态性能［３－４］。文中针对反接卸荷式驱动电路的特点详细分析了±２４Ｖ脉宽调制信号在电液比例控制中电流的计算公式，并