正开口2D数字伺服阀动态特性实验研究

为了检验2D数字伺服阀的加工一致性,分析2D数字伺服阀的结构和工作原理,在此基础上,通过实验研究9个正开口2D数字伺服及其电-机械转换器的频率响应和阶跃响应特性。实验测得:其电-机械转换器对应3 dB、-90°处频宽约为120 Hz,阶跃响应上升时间约为7 ms;在幅值25%的最大阀开口的正弦信号输入下,9个正开口2D数字伺服阀对应-3 dB的频宽平均约为80 Hz,最高可达141 Hz,其阶跃响应上升时间平均约为8.6 ms,最快5.3 ms。实验结果表明:正开口2D数字伺服阀及其电机械转换器具有良好的动态特性,并且2D数字伺服阀具有良好的加工一致性。     

2D数字伺服阀的频响特性分析

2D数字伺服阀为利用阀芯的双运动自由度原理设计而成导控型阀。阀芯的旋转由步进电机驱动;阀芯的轴向运动则由两端阀腔的静压力推动。为了克服传统的步进式数字阀（离散式比例阀）所固有的响应速度与量化误差的矛盾,步进电机采用特殊的跟踪控制算法,实现其输出角位移连续控制。本文主要对其频响特性进行分析。     

2D电液数字高频阀的设计和实验研究

为取得具备较高频率的电液激振器,设计一种2D电液数字高频阀,并对其进行结构分析和实验性能的研究。该2D阀利用无刷直流伺服电机和高速齿轮箱传动机构带动阀芯做旋转运动,以控制激振器的振动频率;利用步进电机和凸轮机构控制阀芯的轴向运动,以控制激振器的振动幅值。该阀结构简单,抗污染能力强,能直接数字控制,且能获得较高的激振频率。     

2D气动数字伺服阀

2D气动数字伺服阀由阀芯双自由度设计的两极气动伺服阀和连续跟踪控制的步进电动机作为电－－机械的接口两部分构成。为了保证双级气动伺服的稳定性，引入一气动阻尼以提高“气动弹簧”的刚度和阻尼比。该气动阻尼为环状间隙结构研究表明，环状间隙高度对阀的稳定性起到重要作用。     

材料试验机电液数字伺服同步举升系统研究

材料试验机电液数字伺服同步举升系统由单出杆液压缸、2D数字伺服阀、位移传感器及数字控制器等组成,数字控制器不仅实现2D数字伺服阀的实时控制,同时也接收位移传感器反馈信号,实现阀控缸的电液数字伺服控制。建立2D阀控单出杆缸系统的数学模型,对2D阀控单出杆缸的稳定性分析和响应特性进行仿真分析。设计并制作了一体化2D数字阀和单出杆缸位置闭环控制控制器,实现了电液数字伺服控制及双缸同步控制。实验结果表明,由于反馈信号的接口电路采用了标准化设计,因此该控制器可以适用于其他物理量控制,如压力控制等。     

三通2D数字阀电-机械转换机构的设计

针对三通2D数字阀传动机构和阀芯零位保持问题,设计了一种2D数字阀电-机械转换机构,实现了2D数字阀步进电机对阀芯径向运动的精确控制,并使阀芯在初始状态下轴向和径向保持在规定的零位位置。试验结果表明:该电-机械转换机构满足2D数字阀使用要求。     

先导零遮盖型2D伺服阀的研究

对先导零遮盖型2D伺服阀性能进行研究.首先对先导零遮盖型2D伺服阀的零位泄漏量进行了理论分析.在建立阀芯直线位移对阀芯转角关系的基础上对先导零遮盖型2D伺服阀的动态特性进行了仿真分析.最后,为了验证理论分析的正确性,设计试制了一个7MPa压差下300L/min的零遮盖2D伺服阀,进行了零位泄漏量测试和动态响应测试.实验结果表明,在压力21MPa,先导零遮盖型2D伺服阀零位泄漏量为0.6IVmin,先导零遮盖型2D伺服阀的阶跃响应的上升时间约为7ms.理论分析和实验结果均表明先导零遮盖型2D伺服阀具有良好动态性能,并且其零位泄漏量很小.     

电液激振控制的新方法

传统的阀控液压缸或液压马达构成电液激振器的方案,其频宽在很大程度上受到伺服阀动态响应性能的限制.为提高工作频率至一较高水平,提出了2D电液伺服阀.这种2D伺服阀的阀芯的连续旋转运动使阀开口面积交替变化.而阀芯的直线滑动控制阀开口面积的最大值;2D伺服阀的工作频率正比于阀芯的旋转速度,同时阀芯处于液压油很好的润滑环境中,因而很容易通过提高阀芯的旋转速度来提高激振频率.在支架弹性负载的情况下对激振器进行了实验研究,同时测量液压缸活塞的激振输出波形.实验结果表明:激振输出波形近似为一正弦波;但由于弹性负载的方向变化,激振波形的上升和下降斜率存在不一致性;随着2D伺服阀轴向开口的减小,激振波形逐渐趋于一致.2D伺服阀控电液激振器是大幅度提高液压振动的激振频率的新途径.     

斜槽型2D伺服阀的阀芯高低压孔设计与实验研究

为提高螺旋伺服机构的动态性能,设计了阀芯形式为斜槽型高低压孔的2D伺服阀,并对斜槽型2D伺服阀和圆孔型2D伺服阀进行导控级零位泄漏实验、阀芯阶跃响应特性和动态特性的实验研究。实验结果表明:对阀芯的高低压孔进行斜槽型结构的改进是合理的,可以提高伺服螺旋机构的动态性能的目的。     

数字流量阀的设计与应用

介绍数字流量阀的设计及应用.该阀在传统流量阀的基础上,加上一台小型步进电机和一套螺旋副机构,控制流量阀阀芯的开度大小实现节流调速.通过分析阀芯节流口流量特性建立流量阀理论模型.应用PLC直接控制步进电机,并利用液压系统的反馈,实现对流量阀的数字闭环控制.并给出应用实例.