基于MATLAB的力反馈两级电液伺服阀建模与仿真.pdf

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1、2015年第5期液压与气动83doi：10．11832／j．issn．1000-4858．2015．05．018基于MATLAB的力反馈两级电液伺服阀建模与仿真刘增光，岳大灵，安林超，白桂香。(1．兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州730050；2．河南机电高等专科学校机械工程系，河南新乡453002)摘要：以10L／min力反馈两级电液伺服阀为研究对象，在MATLAB／Simulink下建立伺服阀的仿真模型，通过仿真得到伺服阀的阶跃响应曲线、伯德图和动态性能指标，为力反馈两级电液伺服阀的参数优化、性能提升和工程应用提供了参考。关键词：伺服阀；仿真

2、模型；动态性能；MATLAB中图分类号：TH137文献标志码：B文章编号：1000-4858(2015)05-0083-03ModelingandSimulationofForce--feedbackElectro·—hydraulicServo—valvewithTwoStagesBasedonMATLABLIUZeng．guang，YUEDa—ling，ANLin—chao，BAIGui．xiang(1．EnergyandPowerEngineeringCollege，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou，Gan

3、su730050；2．DepartmentofMechanicalEngineering，HenanMechanicalandElectricalEngineeringCollege，Xinxiang，Henan453002)Abstract：Takingtheforce—feedbackelectro-hydraulicservo-valveof10lMminwithtwostagesasresearchobject，weestablishthesimulationmodeloftheservovalveinMATLAB／Simulink．Theste

4、presponsecurve，Bodediagramanddynamicperformanceindexesareobtainedbythesimulation．Thereferenceisprovidedfortheparameteropti-mization，performanceimprovementandengineeringapplicationofforce一~edbackelectro-hydraulicservo-valvewithtwostages．Keywords：servo—valve，simulationmodel，dynamic

5、performance，MATLAB引言优点而被广泛应用于各类电液伺服系统中J。因电液伺服阀是液压伺服控制系统中的关键元件，此，进行力反馈两级电液伺服阀的建模仿真分析和性它既起电液转换作用，又担当功率放大元件的作用，把能优化的研究对提升整个电液伺服系统的静动态性能微小的电信号转换成大功率的液压能(流量和压力)和可靠性有重要的意义。输出⋯。电液伺服阀的性能及正确使用，直接关系到1伺服阀工作原理和仿真模型整个系统的控制精度和响应速度，也直接影响系统工1．1伺服阀结构和工作原理作的可靠性和寿命。常用液压放大元件包括滑阀、单力反馈两级电液伺服阀的结构如图1所示，

6、由第喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀、射流管阀和偏转板射流一级双喷嘴挡板阀和第二级零开口四边滑阀所组成。阀。其中滑阀由于流量增益和压力增益高、输出流量双喷嘴挡板阀中挡板的运动由永磁动铁式力矩马达驱大等特点常用在伺服阀放大级的第二级和第三级；而双喷嘴挡板阀由于其结构对称，双输入差动工作，压力收稿日期：2014-08-26灵敏度高、特性线性度好、温度和压力零漂小等优点被基金项目：兰州理工大学教学研究项目(JY2013004)广泛作为伺服阀放大级的第一级。力反馈两级电液伺作者简介：刘增光(1978一)，男，山西临猗人，讲师，硕士，主服阀正是由于综合了双喷嘴挡板阀和四边

7、滑阀各自的要从事液压伺服方面的教学和科研工作。液压与气动2015年第5期动。反馈杆下端小球卡在阀芯槽中跟随阀芯运动，反模型参数来自10L／min伺服阀的实测值，详细参馈杆上端与衔铁挡板连成一整体，这样反馈杆将滑阀数设置见表1所示。的位移转换成力对力矩马达进行力反馈。当伺服阀输表1伺服阀仿真模型参数设置表入控制电流后处于稳定工作状态时，力矩马达的电磁力矩、滑阀两端所受液压力通过反馈弹簧杆作用于衔模型参数数值铁的力矩以及喷嘴压力作用于挡板的力矩和弹簧管的力矩马达综合刚度／N·m·rad3．8反力矩四者之间取得平衡，衔铁就静止不动。同时作力矩马达力矩系数K／N

8、·nl·AO．65用于滑阀两端的液压力、滑阀所受液动力与反馈弹簧力矩马达固有频率