水壓伺服閥優(yōu)化設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、水壓伺服閥是水壓伺服控制系統(tǒng)的核心部件，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前國際上流體傳動(dòng)及控制技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)極為重要的研究課題，對(duì)水壓傳動(dòng)的研究和發(fā)展具有十分重要的意義。
　　 本文首先介紹了水壓伺服閥樣機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了其數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用MATLAB軟件對(duì)水壓伺服閥樣機(jī)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真研究，同時(shí)對(duì)由機(jī)械阻尼和電磁阻尼產(chǎn)生的阻尼比、伺服閥開環(huán)增益、力矩馬達(dá)的固有頻率進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析。

2、r>　　 在上述研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代控制理論，采用靜態(tài)優(yōu)化方法和動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法對(duì)水壓伺服閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)和傳遞函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。靜態(tài)優(yōu)化主要是采用約束多目標(biāo)最小值的優(yōu)化方法，通過選擇噴嘴中心至彈簧管回轉(zhuǎn)中心的距離、反饋桿小球中心到噴嘴中心的距離、閥芯的端面面積、噴嘴孔直徑等獨(dú)立而且具有實(shí)際工程意義的參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以水壓伺服閥的快速性以及穩(wěn)態(tài)誤差等動(dòng)態(tài)指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)水壓伺服閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法主要是采用最優(yōu)二次型控

3、制理論，以閥芯位移最小動(dòng)態(tài)誤差和系統(tǒng)最小能耗為目標(biāo)函數(shù)，來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化水壓伺服閥動(dòng)態(tài)特性的目的。
　　 在已有水壓伺服閥綜合特性試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過幅頻特性和相頻特性試驗(yàn)曲線分析了前置放大級(jí)中不同固定阻尼孔搭配對(duì)水壓伺服閥動(dòng)態(tài)特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：水壓伺服閥前置液壓橋路的氣蝕現(xiàn)象與閥芯和閥套的摩擦阻力導(dǎo)致了部分的幅頻特性曲線和相頻特性曲線不太光滑和減小了系統(tǒng)的頻寬，即降低了系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。前置放大級(jí)兩級(jí)阻