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1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在流體控制系統(tǒng)中的大量應(yīng)用,計(jì)算機(jī)價(jià)格的不斷下降,特別是單片機(jī)(微處理器)的價(jià)格低廉,為電液數(shù)字控制系統(tǒng)提供了必要的條件,液壓元件的數(shù)字化已成一種必然的趨勢(shì),采用數(shù)字控制是今后液壓技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。
電磁高速開關(guān)閥作為一種數(shù)字控制的液壓元件,一經(jīng)出現(xiàn)就吸引了液壓控制領(lǐng)域工作者的眼球,盡管近年出現(xiàn)了磁致伸縮、壓電等新型高速開關(guān)閥,但由于電磁高速開關(guān)閥在大流量方面具有不可替代的作用,電磁高速開關(guān)閥及其應(yīng)用仍然是眾多
2、企業(yè)和專家、學(xué)者研究的熱點(diǎn)課題之一。
本論文應(yīng)用控制理論、液壓、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代仿真手段以及試驗(yàn)等對(duì)電磁高速開關(guān)閥的作動(dòng)機(jī)理、動(dòng)態(tài)特性、靜態(tài)特性、控制方法等方面作了一些基礎(chǔ)的研究;從提高電磁高速開關(guān)閥控制特性的角度出發(fā),研究提高電磁高速開關(guān)閥控制特性的方法,研制了一種電磁高速開關(guān)閥的驅(qū)動(dòng)控制器,在提高電磁高速開關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性的同時(shí),盡量保持其靜態(tài)特性的一致性;針對(duì)電磁高速開關(guān)閥控液壓缸位置控制系統(tǒng)存在紋波的問題,提出一種高
3、速開關(guān)閥控液壓缸位置控制系統(tǒng)紋波抑制的方法。
本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
第1章提出論文研究的背景,綜述高速開關(guān)閥的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,確定論文研究的主要內(nèi)容、研究難點(diǎn)和研究路線。
第2章在分析電磁高速開關(guān)閥結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,基于AMESim建立了電磁高速開關(guān)閥的動(dòng)態(tài)模型,仿真分析了電磁高速開關(guān)閥的動(dòng)、靜態(tài)特性。并從磁性材料、結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境三個(gè)方面,對(duì)影響電磁高速開關(guān)閥的動(dòng)、靜態(tài)特性的因素進(jìn)行了分析研究,為提高電磁
4、高速開關(guān)閥控制特性的研究提供了理論基礎(chǔ)。
第3章分析了制約電磁高速開關(guān)閥控制特性的原因,提出了采用自適應(yīng)雙電壓法改善電磁高速開關(guān)閥控制性能的方法,通過仿真驗(yàn)證了方法的正確性。研制了適應(yīng)供油口壓力變化的電磁高速開關(guān)閥的控制器,并進(jìn)行了試驗(yàn)和測(cè)試。
第4章針對(duì)電磁高速開關(guān)閥控缸位置控制系統(tǒng)存在紋波的問題,提出一種紋波抑制方法,抑制電磁高速開關(guān)閥控制液壓缸位置時(shí)的紋波,并進(jìn)行了仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證。
第5章在分析軸向柱
5、塞變量泵的基礎(chǔ)上,基于AMESim建立了軸向柱塞變量泵的數(shù)字模型,研究了電磁高速開關(guān)閥控制軸向柱塞變量泵的控制策略;建立軸向柱塞變量泵數(shù)字控制系統(tǒng)仿真模型,研究電磁高速開關(guān)閥控制軸向柱塞變量泵的控制方案,針對(duì)電磁高速開關(guān)閥控制軸向柱塞變量泵的角位移、流量、壓力、功率等控制進(jìn)行仿真研究,設(shè)計(jì)以角位移控制作為內(nèi)環(huán),流量、壓力和功率控制為外環(huán)的軸向柱塞變量泵數(shù)字控制系統(tǒng)方案。
第6章總結(jié)了論文研究形成的主要結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn),指出了本論文
6、研究的不足,展望了進(jìn)一步的深入研究。
本文的研究特色如下:
?。?)理論研究與仿真研究結(jié)合。將兩位三通電磁高速開關(guān)閥抽象為液壓開關(guān)半橋網(wǎng)絡(luò),研究了以流量特性、壓力特性和流量——壓力特性表示電磁高速開關(guān)閥靜態(tài)特性的方法,并通過仿真分析與理論研究進(jìn)行比較;
?。?)仿真分析指導(dǎo)實(shí)際研究。以兩位三通電磁高速開關(guān)閥為對(duì)象,以AMESim仿真分析軟件為手段,建立了電磁高速開關(guān)閥的數(shù)字模型,從磁性材料、結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境三個(gè)方
7、面,對(duì)影響電磁高速開關(guān)閥的動(dòng)、靜態(tài)特性的因素進(jìn)行了分析。以此為基礎(chǔ),仿真驗(yàn)證了雙電壓驅(qū)動(dòng)提高電磁高速開關(guān)閥控制特性的方法,針對(duì)電磁高速開關(guān)閥受供油口壓力影響較大,動(dòng)、靜態(tài)特性變化大的特點(diǎn),提出了適應(yīng)供油口壓力的自適應(yīng)雙電壓控制方法。開發(fā)了適應(yīng)供油口壓力變化的電磁高速開關(guān)閥控制器,試驗(yàn)和測(cè)試結(jié)果表明,采用本控制器后,電磁高速開關(guān)閥對(duì)供油口壓力的適應(yīng)性得到了提高,在不同的供油口壓力情況下,電磁高速開關(guān)閥特性趨于統(tǒng)一。該方法申報(bào)了發(fā)明專利;<
8、br> ?。?)注重應(yīng)用研究。電磁高速開關(guān)閥涉及領(lǐng)域眾多,包括電磁場(chǎng)、機(jī)械、液壓、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)、材料科學(xué)、控制流量等多學(xué)科知識(shí),其理論和應(yīng)用研究還有許多值得探索的領(lǐng)域。本文在理論研究與仿真研究的基礎(chǔ)上,更加注重應(yīng)用研究,重點(diǎn)從提高電磁高速開關(guān)閥控制特性方法及紋波抑制兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。
?。?)注重工程化研究。硬件和軟件設(shè)計(jì)考慮了下一步實(shí)現(xiàn)工程化的需要,論文設(shè)計(jì)的電磁高速開關(guān)閥自適應(yīng)雙電壓控制器,采用單片機(jī)作為控制核心,考慮
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