水液压数字比例阀的研究

摘要

本文设计了一种采用PCM(脉码调制)先导控制的水液压数字比例阀,用于控制水下作业工具的运动。
　　本文研究了先导阀的液阻网络,对先导阀的液阻网络进行数学建模和理论分析,得出了压力控制口压力与液阻网络型式和参数之间的定量关系,设计了合理的液阻网络型式和参数。建立了主阀阀芯的受力平衡方程,分析了主阀阀口的压力流量特性,设计了主阀的结构型式和参数。
　　利用AMESim仿真软件对阀进行建模和仿真,得出了阀的动态响应特性曲线以及阀动态响应的主要影响因素,设计了较合理的结构参数,保证了阀具有较好的动态响应特性。
　　先导阀驱动放大机构对先导阀的动态响应至关重要,本文对先导阀驱动放大机构进行了深入的分析研究。分析了压电致动器基本特性,并以此为依据选取了经济适用的压电驱动电源和控制板,设计了放电回路模块;分析了柔顺机构的主要结构型式和参数对其刚度的影响,并在ANSYS中建模分析了不同结构尺寸的柔顺机构的放大率,设计了结构型式和参数较为合理的柔顺机构。
　　最后制作了样机,并对样机的压力、流量控制特性和压力动态响应特性进行了实验研究。实验结果表明:样机具有较好的压力、流量控制特性和压力动态响应特性;压力、流量控制特性与理论分析值比较接近;压力动态响应特性受实验条件、加工条件和放电回路等的影响,与仿真结果有一定的偏差;阀的静态和动态性能基本满足设计要求,具有较好研究价值和应用前景。

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1 绪 论

1.1 课题目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 水液压数字比例阀总体设计研究

2.1 总体方案设计

2.2 先导阀液阻网络研究

2.3 主阀压力流量特性研究

2.4 阀动态特性分析

2.5 材料选配方案

2.6 本章小结

3 先导阀驱动放大机构研究

3.1 压电致动器研究

3.2 压电驱动控制技术研究

3.3 柔顺机构研究

3.4 本章小结

4 水液压数字比例阀实验研究

4.1 静态特性实验

4.2 动态特性实验

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

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