雙噴嘴擋板伺服閥動(dòng)態(tài)參數(shù)尋優(yōu)及仿真研究.pdf

1、電液伺服閥通過液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)與高端制造技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的全面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電、液信號(hào)的轉(zhuǎn)換和精確控制，是機(jī)、電、液一體化的集成之作。它是電液伺服控制系統(tǒng)中的核心元件，其性能直接影響和決定了整個(gè)控制系統(tǒng)的性能。雙噴嘴擋板伺服閥因其響應(yīng)速度快、線性好、死區(qū)小、結(jié)構(gòu)緊湊、整閥性能可計(jì)算及預(yù)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性，在工業(yè)領(lǐng)域使用最為廣泛。
　　為了獲得更好的快速性和穩(wěn)定性的性能，有必要對(duì)伺服閥進(jìn)行優(yōu)化，從而滿足工程應(yīng)用中越來(lái)越高的

2、控制要求。這為伺服閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考和依據(jù)，并具有一定的工程實(shí)用性。
　　以國(guó)產(chǎn)某型雙噴嘴擋板伺服閥為研究對(duì)象，首先從閥的工作原理介紹著手，詳細(xì)推導(dǎo)出閥的各個(gè)子環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)方程，得出雙噴嘴擋板閥的數(shù)學(xué)模型和總的傳遞函數(shù)。為了便于分析閥的具有實(shí)際工程意義的動(dòng)態(tài)參數(shù)，對(duì)伺服閥的總傳遞函數(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化。
　　確定了6個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)為待尋優(yōu)參數(shù)，根據(jù)快速性和穩(wěn)定性的優(yōu)化目標(biāo)，建立了伺服閥動(dòng)態(tài)參數(shù)優(yōu)化模型。優(yōu)化模型運(yùn)用混沌粒子群優(yōu)化算法，

3、對(duì)閥的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，最終得出一組最優(yōu)解。通過對(duì)尋優(yōu)前后數(shù)據(jù)的Matlab仿真對(duì)比分析得出：經(jīng)過尋優(yōu)后，伺服閥的穩(wěn)定性和快速性兩方面的性能都得到了提升，驗(yàn)證了優(yōu)化模型和優(yōu)化方法的有效性。依據(jù)優(yōu)化參數(shù)對(duì)伺服閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)和零件具體尺寸進(jìn)行修改，改善閥的性能，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　通過Matlab中Simulink仿真軟件搭建了對(duì)伺服閥的仿真平臺(tái)。基于對(duì)伺服閥的仿真平臺(tái)，對(duì)閥的綜合動(dòng)態(tài)參數(shù)實(shí)施了仿真研究。分析了4個(gè)綜合動(dòng)態(tài)參

4、數(shù)Ksv、?mf、Kvf、ξmf對(duì)伺服閥的動(dòng)態(tài)性能的影響關(guān)系，得出了幾點(diǎn)結(jié)論：
　　（1）提高伺服閥的流量增益Ksv，改善了閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)速度。適當(dāng)降低反饋桿剛度Kf，可改善了伺服閥的動(dòng)態(tài)性能并提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　?。?）在保證一定的穩(wěn)定裕量的前提條件下，通過增大Kvf來(lái)改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性性能是行之有效的方法。
　　（3）增加固有頻率?mf后，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能均得到改善。
　?。?）設(shè)定理想的阻尼比，