新型超磁致伸縮電液高速開(kāi)關(guān)閥及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)

本文分析了高速開(kāi)關(guān)閥的開(kāi)關(guān)過(guò)程中不同階段線(xiàn)圈電流對(duì)其開(kāi)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(kāi)關(guān)閥的開(kāi)關(guān)時(shí)間,提高其響應(yīng)頻率。

本文對(duì)高速開(kāi)關(guān)電磁闊的功率驅(qū)動(dòng)特性進(jìn)行了研究。結(jié)合研究工作，實(shí)現(xiàn)了其中的一種高效驅(qū)動(dòng)電路一升壓加脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可行，實(shí)際運(yùn)用結(jié)果顯示其驅(qū)動(dòng)性能良好。

hsv高速開(kāi)關(guān)閥 1 貴州紅林車(chē)用電控技術(shù)有限公司 hsv系列開(kāi)關(guān)式高速電磁閥 hsv系列開(kāi)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(kāi)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(kāi)、兩通常閉、三通常開(kāi)、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(lèi)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

高速電磁開(kāi)關(guān)閥與普通電磁閥相比具有較快的切換速度,開(kāi)關(guān)切換時(shí)間一般在10ms以?xún)?nèi),其開(kāi)關(guān)切換時(shí)間與其驅(qū)動(dòng)電路有著密切關(guān)系。為了縮短高速電磁閥的切換時(shí)間,根據(jù)高速開(kāi)關(guān)閥的驅(qū)動(dòng)需求,基于通用集成電路及分立元件設(shè)計(jì)了一種新型的驅(qū)動(dòng)電路。該電路能獨(dú)立設(shè)置峰值電流、保持電流以及峰值電流持續(xù)時(shí)間等控制參數(shù)。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明,該電路具有優(yōu)越的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo),對(duì)提高高速開(kāi)關(guān)閥的動(dòng)態(tài)性能具有參考價(jià)值。

針對(duì)一般液壓系統(tǒng)控制的動(dòng)力滑臺(tái)的非線(xiàn)性特性,設(shè)計(jì)能滿(mǎn)足高精度定位的液壓控制系統(tǒng)。采用高速開(kāi)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。

高速開(kāi)關(guān)閥位置控制方法

該文提出了一種基于高速開(kāi)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(kāi)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。

高速開(kāi)關(guān)閥的控制及應(yīng)用

運(yùn)用pwm對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥進(jìn)行數(shù)字控制,以滿(mǎn)足電液控制系統(tǒng)精度高,響應(yīng)快的要求。提出了高速開(kāi)關(guān)閥在調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,利用vb編寫(xiě)界面進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà),實(shí)現(xiàn)vb與plc的串行通信。用本系統(tǒng)模擬工程機(jī)械破碎挖掘機(jī)的工作過(guò)程,仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,高速開(kāi)關(guān)閥在調(diào)速控制系統(tǒng)的應(yīng)用具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。

首先分析了基于pwm高速開(kāi)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(kāi)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。

螺紋插裝式高速開(kāi)關(guān)閥

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(kāi)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(lèi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)閥在氣壓控制系統(tǒng)中有廣泛的使用價(jià)值。

針對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥流量控制中存在的死區(qū)、飽和區(qū)和非線(xiàn)性區(qū)問(wèn)題,在對(duì)比脈寬調(diào)制(pwm)控制及傳統(tǒng)pwm補(bǔ)償控制的基礎(chǔ)上,提出了兩種非線(xiàn)性控制方法,基于死區(qū)和飽和區(qū)分段補(bǔ)償?shù)膒wm控制和脈寬調(diào)制-脈頻調(diào)制(pwm-pfm)控制?；谶@兩種非線(xiàn)性控制方法,分析高速開(kāi)關(guān)閥的流量特性,并搭建了高速開(kāi)關(guān)閥控制液壓缸位置回路,從仿真和實(shí)驗(yàn)的角度,對(duì)比分析高速開(kāi)關(guān)閥在pwm控制、傳統(tǒng)pwm補(bǔ)償和文中提到的兩種非線(xiàn)性控制下的液壓缸位置控制特性。研究結(jié)果表明:兩種非線(xiàn)性控制方法分別從占空比和工作頻率的角度對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥的死區(qū)、飽和區(qū)和非線(xiàn)性區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償,使高速開(kāi)關(guān)閥在0%~100%占空比范圍內(nèi)流量線(xiàn)性化;在仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中能夠有效解決由于流量控制死區(qū)和飽和區(qū)所造成的液壓缸啟動(dòng)和到位過(guò)程中誤差較大的問(wèn)題。

以單閥直控式高速開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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)。

高速開(kāi)關(guān)閥作為汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的重要元件,其動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能決定著防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的安全性和有效性。為此設(shè)計(jì)了一種常開(kāi)式高速開(kāi)關(guān)閥,并利用ansoft軟件研究了其開(kāi)關(guān)電磁鐵的電磁場(chǎng)特性,確定了電磁鐵的線(xiàn)圈參數(shù);將獲得的參數(shù)輸入到simulink建立的開(kāi)關(guān)閥系統(tǒng)模型中,并仿真分析,得到運(yùn)行頻率為37hz,這一指標(biāo)滿(mǎn)足防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求。

針對(duì)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的工作特點(diǎn),采用高速開(kāi)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(kāi)關(guān)閥控液壓系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。

采用經(jīng)驗(yàn)公式與有限元分析相結(jié)合的方法對(duì)高速電磁鐵進(jìn)行設(shè)計(jì)以提高其電磁吸力和動(dòng)態(tài)性能.建立了高速電磁鐵的數(shù)學(xué)模型,利用ansoft電磁場(chǎng)分析軟件對(duì)隔磁角、銜鐵長(zhǎng)度、隔磁長(zhǎng)度等按照經(jīng)驗(yàn)公式無(wú)法獲得的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)高速電磁鐵的靜、動(dòng)態(tài)特性影響進(jìn)行了分析.在此基礎(chǔ)上研制了高速電磁鐵,并對(duì)其靜、動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了測(cè)試,試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果吻合,表明采用經(jīng)驗(yàn)公式與有限元分析相結(jié)合的方法可以有效提高電磁鐵的設(shè)計(jì)精度,而優(yōu)化隔磁角、銜鐵長(zhǎng)度、隔磁長(zhǎng)度等結(jié)構(gòu)參數(shù)可以有效提高高速電磁鐵靜、動(dòng)態(tài)性能.

以2個(gè)高速開(kāi)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(jiàn)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(jiàn)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

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

采用二級(jí)驅(qū)動(dòng)、非對(duì)稱(chēng)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(kāi)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(chēng)設(shè)計(jì)方法是提高大流量高速開(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)的有效途徑。

針對(duì)大流量高速開(kāi)關(guān)閥(流量450l/min、關(guān)閉時(shí)間8ms)閥芯沖擊和振蕩問(wèn)題,設(shè)計(jì)了閥芯擠壓油膜緩沖器,利用擠壓油膜的非線(xiàn)性輸出力和非線(xiàn)性阻尼對(duì)閥芯末端行程進(jìn)行緩沖,在不影響閥關(guān)閉時(shí)間的情況下,大大減小閥芯沖擊,消除閥芯振蕩,使閥平穩(wěn)關(guān)閉,從而顯著提高閥的使用壽命、可靠性和密封性能。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)油膜厚度約為0.1mm時(shí),緩沖器具有最佳緩沖效果,閥芯關(guān)閉過(guò)程接近理想狀態(tài)。該閥流量大、響應(yīng)速度快,閥芯緩沖方案新穎,在大功率、快速性場(chǎng)合具有重要應(yīng)用價(jià)值。研究成果對(duì)其他液壓元件的設(shè)計(jì)研究具有理論指導(dǎo)和借鑒價(jià)值。