HGDV脉冲调制开关式数字阀的理论及应用研究

摘要

本文是针对脉冲调制开关式数字阀及其基于此类阀的液压数字控制系统而展开研究的.从理论分析、数字模型、解析仿真到实验研究、工程设计和技术开发,多方面相结合进行了深入研究,为今后该类系统的研制、开发提供理论及技术储备.本文首先对数字式液体控制系统的关键部件-脉冲调制式数字开关阀进行了研究,针对此阀对电磁铁的特殊要求,寻求最合适的软磁材料,找出该类电磁铁的关键技术参数,确立了提高该类电磁铁开关特性的技术关键及设计要点,全面地研究了脉冲调制式数字开关阀的性能特性.本文在回顾液压控制技术发展的基础上,从阀的驱动电路、磁性材料、阀芯受力等方面找出影响它特性的主要因素.制定出其类元件的设计原则.采用先进的优化控制理论进行多参数优化设计,开发出当今汽车燃油喷射系统中的新型电喷阀(HGDV阀).同时,对脉冲调制开关式数字阀的开关特性、静特性、频率特性进行了深入的研究.利用仿真与实验相结合的方法验证本文论点的正确性.最后,考虑数字控制系统的非线性,离散性阀的开关滞后等特点采用优化理论,寻求对此类系统的最优控制.

目录

文摘

英文文摘

第一章液压控制技术的发展概述

1.1传统的电液断通控制

1.2先进的电液伺服控制

1.3实用的电液比例控制

1.4新型的电液数字控制

第二章数字阀的发展现状及趋势

2.1数字阀概述

2.1.1增量式数字阀

2.1.2脉冲调制开关式数字阀

2.2数字阀的性能比较

2.3数字阀的发展现状

第三章脉冲调制式数字开关阀的设计研究

3.1电磁阀性能指标设计原则

3.1.1电性能指标的设计原则

3.1.2磁性能指标的设计原贝

3.1.3电磁阀机械性能指标的设计原则

3.2阀结构设计

3.3脉冲调制式数字开关阀的驱动设计

3.3.1调压式驱动模块

3.3.2增压式驱动模块

第四章脉冲调制式数字开关阀的性能研究

4.1脉宽调制器的分析

4.2阀芯位移的数字模型

4.3脉冲调制式数字开关阀的静特性

4.3.1阀芯位移的静特性

4.3.2阀芯位移的谐波分量

4.3.3阀芯位移的频率特性

4.3.4脉冲调制式数字开关阀的静特性

4.3.5脉冲调制式数字开关阀的仿真及实验结果

第五章脉冲调制式数字开关阀的优化研究

5.1优化设计理论概述

5.2混合优化原理

5.2.1构造适应值函数

5.2.2构造个体基因链

5.2.3遗传算法的求解步骤

5.2.4切换到直接搜索方法

5.3脉冲调制式数字开关阀多目标优化设计实现

5.4优化结果评价

第六章液压数字控制纠偏系统的研究

6.1基本回路形式

6.1.1半桥控制回路

6.1.2全桥控制回路

6.1.3增大流量比例控制回路

6.1.4流量方向控制回路

6.2数字开关阀控制液压纠偏缸原理

6.3系统的最优控制分析

6.3.1数字模型的建立

6.3.2最优控制器的设计

第七章课题成果形式

7.1 HGDV脉冲调制式数字开关阀

7.2数字式光电液压纠偏装置

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢