2D数字阀的静动态特性及死区非线性补偿研究

摘要

随着电液控制系统的飞速的发展，数字阀作为电液控制系统中的重要组成元件，对其的研究越来越深入了。在国外，数字阀已成为系列化的产品，投入到生产中了，而国内对数字阀的研究起步较晚，技术还很不成熟，因此本论文对2D数字阀的研究，在工程应用中具有重要实际的意义以及理论价值。
　　 本论文结合2D数字伺服阀，对其静动态特性进行了实验研究，结果表明，数字阀静态工作时，阀芯转角输入与轴向位移输出基本成线性；在动态工作下，阀的阶跃响应时间最快可达到8.2ms，在最大阀开口25％幅值下正弦信号输入，幅频特性为-3dB对应的频宽约为65Hz。但因数字阀的阀芯同阀口的正遮盖所形成的流量死区，对电液控制系统的性能和精度产生了不利的影响。本论文采用对输入信号叠加颤振的方法，对数字阀的死区非线性进行补偿，建立数字阀控系统的数学模型并对其仿真分析，形成理论的依据，再搭建起实验平台，结果表明，对数字阀的输入叠加高频颤振信号，可以实现对死区非线性的补偿。本文各章内容如下：
　　 第一章，介绍了数字阀的特点；并阐述了国内外对数字阀研究；然后概述了非线性液压系统和电液控制技术；最后列出本课题的研究背景、意义和内容。
　　 第二章，对2D数字阀的三维模型的建立采用了基于CATIA环境下的模块化设计。
　　 第三章，建立了2D数字阀的数学模型，搭建2D数字阀特性的实验平台，对其静动态特性进行了实验研究。
　　 第四章，对死区非线性的特性进行了数学分析，并且分析2D数字伺服阀死区非线性产生的原因，对颤振补偿机理进行简要的分析，建立了2D数学阀控液压缸的数学模型，对接下来的实验做准备。搭建了死区非线性实验平台，对2D数字伺服阀的死区非线性以及其颤振补偿进行了实验的研究。分析实验后得到的数据，得出颤振补偿的实验结论。
　　 第五章，针对本论文的研究内容，进行了总结，并对进一步的研究提出展望。