基于超磁致伸縮效應(yīng)的新型液壓高速開關(guān)閥

hsv高速開關(guān)閥 1 貴州紅林車用電控技術(shù)有限公司 hsv系列開關(guān)式高速電磁閥 hsv系列開關(guān)式高速電磁閥系列產(chǎn)品是我公司與美國(guó)bkm公司聯(lián)合研制、生 產(chǎn)的快速響應(yīng)開關(guān)式數(shù)字閥，是一種用于機(jī)電液一體化中電子與液壓機(jī)構(gòu)間理想的 接口元件。該系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、響應(yīng)快速、動(dòng)作準(zhǔn)確、重復(fù)性 好、抗污染能力強(qiáng)、內(nèi)泄漏小、可靠性高。最顯著的特點(diǎn)是該產(chǎn)品能夠直接接受數(shù) 字信號(hào)對(duì)流體系統(tǒng)的壓力或流量進(jìn)行pwm控制，該特點(diǎn)為數(shù)字控制進(jìn)入液壓氣動(dòng) 領(lǐng)域提供了有效手段。1992年該產(chǎn)品被評(píng)為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品并獲得貴州省科學(xué)技 術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。 hsv高速電磁閥系列產(chǎn)品具有兩通常開、兩通常閉、三通常開、三通常閉四個(gè) 系列近200個(gè)品種；材料有碳鋼、不銹鋼兩種類別；工作方式可采用連續(xù)加載、脈 沖寬幅調(diào)制、頻率調(diào)制或脈寬——頻率混合調(diào)制。 hsv高速電磁閥系列產(chǎn)品的上述特點(diǎn)使該電

以單閥直控式高速開關(guān)閥液壓同步控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,用數(shù)學(xué)的方法對(duì)液壓回路的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了描述,并在此基礎(chǔ)上建立同步系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為進(jìn)一步開展系統(tǒng)仿真分析及控制策略的研究提供了可靠的理論依據(jù)。

以單閥直控式高速開關(guān)閥液壓同步控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,用數(shù)學(xué)的方法對(duì)液壓回路的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了描述,并在此基礎(chǔ)上建立同步系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為進(jìn)一步開展系統(tǒng)仿真分析及控制策略的研究提供了可靠的理論依據(jù)。

本文以兩個(gè)高速開關(guān)閥經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)慕M合,并采用pwm技術(shù)對(duì)油缸活塞的位置和方向進(jìn)行控制,考慮到油缸各構(gòu)件之間的配合間隙所引起的機(jī)械滯后,以及控制元件本身的響應(yīng)滯后等等因素,本文采用預(yù)見控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)油缸活塞的精確控制,仿真結(jié)果表明預(yù)見控制能夠消除各種原因所引起的響應(yīng)滯后,從而獲得良好的控制效果。

以2個(gè)高速開關(guān)閥經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)慕M合,并采用pwm技術(shù)對(duì)油缸活塞的位置和方向進(jìn)行控制,考慮到油缸各構(gòu)件之間的配合間隙所引起的機(jī)械滯后,以及控制元件本身的響應(yīng)滯后等因素,采用預(yù)見控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)油缸活塞的精確控制。仿真結(jié)果表明:預(yù)見控制能夠消除各種原因所引起的響應(yīng)滯后,從而獲得良好的控制效果

該文提出了一種基于高速開關(guān)閥微調(diào)的氣壓精密控制方法,文中詳細(xì)敘述了該方法的控制策略。用該控制策略控制高速開關(guān)閥,可以實(shí)現(xiàn)壓力容器微小流量的供給與排出,達(dá)到了壓力的精密控制目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制方法的有效性和可行性。

基于dsp的液壓伺服系統(tǒng),以tms320lf2407a芯片為主處理器,設(shè)計(jì)了一種數(shù)字控制器。該控制器可以提高液壓伺服控制系統(tǒng)的控制精度和減少超調(diào)量,增強(qiáng)了系統(tǒng)的跟蹤能力,能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線控制,并滿足系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制要求。

本研究用兩個(gè)二位三通高速開關(guān)閥作為控制閥，應(yīng)用ｐｗｍ脈調(diào)制技術(shù)，采用線性二次型最優(yōu)控制原理，實(shí)現(xiàn)了液壓缸活塞的精確定位。

以pwm高速開關(guān)閥控液壓缸位置控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,建立了該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。為了克服不確定參數(shù)對(duì)系統(tǒng)造成的干擾,設(shè)計(jì)了一種單變量h∞控制器,給出了其設(shè)計(jì)過(guò)程和方法。并對(duì)該模型進(jìn)行數(shù)字仿真和實(shí)驗(yàn)分析,仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了h∞最優(yōu)靈敏度控制器的優(yōu)越性,不僅對(duì)干擾不敏感,且在參數(shù)改變時(shí),仿真曲線幾乎沒有發(fā)生變化,即h∞控制器具有很強(qiáng)的魯棒性。同時(shí)也證明了h∞控制器是對(duì)高速開關(guān)閥中的參數(shù)干擾進(jìn)行控制的有效工具。

四個(gè)高速開關(guān)閾經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)慕M合，用ｐｗｍ方法可以對(duì)雙作用油缸的位置和方向進(jìn)行控制，為了克服液壓系統(tǒng)建模的復(fù)雜性和閥控缸的非線性對(duì)傳統(tǒng)控制算法的影響。設(shè)計(jì)了一種模糊控制器，實(shí)現(xiàn)了ｐｗｍ高速開關(guān)閥控液缸位置系統(tǒng)的精確控制，實(shí)驗(yàn)證明，模糊控制是對(duì)高速開關(guān)閥進(jìn)行控制的有效工具，它為高速開關(guān)閥的工作中的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。

液壓高速開關(guān)閥位置控制系統(tǒng)在泵／馬達(dá)上的應(yīng)用研究

給出了高速開關(guān)閥先導(dǎo)控制的二通插裝閥應(yīng)用在注塑機(jī)上的注射系統(tǒng)液壓原理圖,并在amesim仿真環(huán)境下,分析關(guān)鍵參數(shù)如系統(tǒng)液阻、調(diào)制頻率、占空比、負(fù)載。仿真結(jié)果表明,采用高速開關(guān)閥先導(dǎo)控制實(shí)現(xiàn)了對(duì)插裝閥閥芯的位置控制,驗(yàn)證了系統(tǒng)原理的可行性。

四個(gè)高速開關(guān)閥經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)慕M合，用pwm方法可以對(duì)雙作用油缸的位置和方向進(jìn)行控制。為了克服液壓系統(tǒng)建模的復(fù)雜性和陶控缸的非線性對(duì)傳統(tǒng)控制算法的影響，設(shè)計(jì)了一種模糊控制器，實(shí)現(xiàn)了pwm高速開關(guān)閥控液壓缸位置系統(tǒng)的精確控制，實(shí)驗(yàn)證明：模糊控制是對(duì)高速開關(guān)闊進(jìn)行控制的有效工具，它為高速開關(guān)閥在工程中的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。

高速開關(guān)閥的控制及應(yīng)用

首先分析了基于pwm高速開關(guān)閥的氣缸定位控制系統(tǒng)的工作原理,在此基礎(chǔ)上建立閥控缸定位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用脈寬調(diào)制方式以及常規(guī)pid控制算法和模糊pid控制算法,在matlab/simulink上對(duì)基于高速開關(guān)閥的氣缸定位系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,用模糊pid控制算法控制閥控缸定位系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)更快速、更精確的氣動(dòng)執(zhí)行器位置伺服控制。

為了研究液壓缸起動(dòng)和到位過(guò)程中的速度控制問(wèn)題,設(shè)計(jì)了高速開關(guān)閥與液壓缸并聯(lián)連接的油路,即將高速開關(guān)閥連接于液壓缸有桿腔與無(wú)桿腔之間。分別針對(duì)液壓缸起動(dòng)和到位兩個(gè)過(guò)程的速度控制問(wèn)題,開展了仿真與實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明,高速開關(guān)閥能有效降低液壓缸起動(dòng)時(shí)的活塞最大加速度和到位時(shí)的活塞末速度,實(shí)現(xiàn)起動(dòng)過(guò)程和到位過(guò)程中的速度控制。

針對(duì)一般液壓系統(tǒng)控制的動(dòng)力滑臺(tái)的非線性特性,設(shè)計(jì)能滿足高精度定位的液壓控制系統(tǒng)。采用高速開關(guān)閥先導(dǎo)控制的閥控缸系統(tǒng),通過(guò)改變控制信號(hào)的脈沖寬度調(diào)制率,可以控制液流的方向和流量,實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的無(wú)級(jí)調(diào)速,并可方便地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的加速和減速過(guò)程,降低系統(tǒng)沖擊和噪聲。

根據(jù)氣動(dòng)泵氣壓控制系統(tǒng)的需求,設(shè)計(jì)了基于高速開關(guān)閥的氣動(dòng)泵氣壓控制系統(tǒng)。首先對(duì)數(shù)字閥的概念、優(yōu)點(diǎn)和分類進(jìn)行了概述。介紹了氣壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分析了以pwm方式工作的高速開關(guān)閥控制原理。采用單片機(jī),設(shè)計(jì)了氣壓控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),開發(fā)了驅(qū)動(dòng)電路。最后闡述了pwm信號(hào)的產(chǎn)生程序和pwm控制方式。該系統(tǒng)具有開閉效果好、功耗低等優(yōu)點(diǎn),而且pwm信號(hào)頻率和占空比均可調(diào)節(jié),表明了高速開關(guān)閥在氣壓控制系統(tǒng)中有廣泛的使用價(jià)值。

螺紋插裝式高速開關(guān)閥

針對(duì)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的工作特點(diǎn),采用高速開關(guān)閥控液壓系統(tǒng)對(duì)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的順時(shí)針和逆時(shí)針的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn),采用閉環(huán)控制,使設(shè)計(jì)出的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)回轉(zhuǎn)定位的高速開關(guān)閥控液壓系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。

采用二級(jí)驅(qū)動(dòng)、非對(duì)稱的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,以三通球閥作為先導(dǎo)級(jí)、三通滑閥作為主級(jí),先導(dǎo)級(jí)與主級(jí)間通過(guò)控制活塞進(jìn)行耦合以降低主級(jí)對(duì)先導(dǎo)級(jí)控制流量的需求,通過(guò)消除干擾因素諸如液動(dòng)力等對(duì)主級(jí)閥快速運(yùn)動(dòng)的影響和優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高速開關(guān)閥的快速動(dòng)作。研究結(jié)果表明,通過(guò)液動(dòng)力補(bǔ)償,采用二級(jí)驅(qū)動(dòng)的非對(duì)稱設(shè)計(jì)方法是提高大流量高速開關(guān)閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)的有效途徑。

本文分析了高速開關(guān)閥的開關(guān)過(guò)程中不同階段線圈電流對(duì)其開關(guān)時(shí)間的影響。在仿真分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了低端mosfet管控制的高、低電壓驅(qū)動(dòng)電路,建立了驅(qū)動(dòng)電路的pspice模型。仿真結(jié)果表明,該電路可減小高速開關(guān)閥的開關(guān)時(shí)間,提高其響應(yīng)頻率。