电液比例方向阀静动态性能测试研究

摘要

电液比例阀是电液比例控制技术的核心和主要功率放大元件，代表了流体控制技术的发展方向。电液比例阀具有比开关阀更高的响应频率和更好的控制性能，又比伺服阀更廉价、有更强的抗污染能力，因此在众多领域得到应用。然而，目前国内对电液比例阀的研发和制造能力均落后于发达国家水平，现有比例阀产品性能不及国外进口产品。本文以先导节流型电液比例方向阀为研究对象，自制了一款比例方向阀，并对自制比例方向阀和进口Rexroth同规格比例阀进行了静动态性能测试研究，为提高比例方向阀性能水平提供了实验依据。
　　首先，本文对被试比例方向阀的结构原理和特点进行分析，对主阀阀芯等效过流面积进行计算推导，并对主阀流量进行仿真验证。结合测试标准有针对性地制定了详细可操作的比例阀静动态性能测试方法，研究了稳态流量特性、负载流量特性、压力增益特性、阶跃响应特性和频率响应特性的测试原理和测试方法。
　　然后，依托实验室现有伺服阀试验平台，根据被试比例阀测试内容的需要，搭建测试软件平台。测试软件平台采用LabVIEW虚拟仪器进行开发，研究了信号采集、信号处理、数据分析和数据保存等功能的原理和实现方法，搭建了测试软件控制面板。
　　再之，对自制比例方向阀和Rexroth同规格比例方向阀进行静动态性能测试研究。分析两款比例阀的线性度、流量增益、重复精度、滞环、零漂、压力增益和温漂等静态性能指标以及响应时间、幅频宽和相频宽等动态性能指标的差异。
　　最后，理论分析了影响比例阀静动态性能指标的各种因素，并提出改善比例阀静动态性能的方法和途径。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．1．1 电液比例阀概述

1．1．2 电液比例阀测试技术概述

1．2 课题研究背景和现状

1．2．1 电液比例阀性能水平

1．2．2 电液比例方向阀性能测试研究现状

1．3 课题研究意义和主要研究内容

1．3．1 课题研究意义

1．3．2 主要研究内容

第2章 电液比例方向阀结构分析与测试方法

2．1 电液比例方向阀原理分析

2．2 电液比例方向阀主阀芯结构分析

2．2．1 主阀芯等效过流面积计算

2．2．2 主阀流量仿真验证

2．3 电液比例方向阀静态特性测试方法

2．3．1 稳态流量特性测试

2．3．2 负载流量特性测试

2．3．3 压力增益特性测试

2．4 电液比例方向阀动态特性测试方法

2．4．1 阶跃响应特性测试

2．4．2 频率特性测试

2．5 本章小结

第3章 电液比例方向阀测试平台

3．1 静动态性能测试硬件平台

3．2 静动态性能测试软件平台设计

3．2．1 信号采集模块

3．2．2 信号处理模块

3．2．3 数据分析模块

3．2．4 数据保存模块

3．2．5 测试软件平台前面板

3．3 本章小结

第4章 电液比例方向阀静态性能测试与分析

4．1 测试对象和试验条件

4．2 稳态流量特性测试分析

4．2．1 线性度与流量增益

4．2．2 重复精度

4．2．3 滞环

4．2．4 零偏

4．3 负载流量特性测试分析

4．4 压力增益特性测试分析

4．5 流量温度特性测试分析

4．6 本章小结

第5章 电液比例方向阀动态性能测试与分析

5．1 阶跃响应特性测试分析

5．2 频率响应特性测试分析

5．3 动态性能影响因素分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 工作展望

参考文献

作者简历