音圈电机直驱水液压球阀的动态特性建模与仿真研究

摘要

音圈电机直驱水液压球阀由音圈电机和水液压球阀阀体两部分组成.电机轴与阀芯组件直接接触,所以阀芯组件受到的摩擦力、弹簧力、密封圈阻力和流体作用力等直接作用在电机上,是电机负载的一部分,而负载特性的不明确是限制直驱阀动态特性提升的因素之一.为了克服这个问题,对球阀进行了较为全面的数值和试验分析.在数值分析中,使用动量法计算稳态液动力从而得到流体作用力;在实验中,辨识了音圈电机阻尼系数,测量了阀芯上的摩擦力;依靠以上分析,得到直驱阀线圈电压与阀芯位移之间的传递函数,在MATLAB/Simulink中建立了音圈电机直驱水液压球阀的数学模型;最后,对直驱阀的数学模型进行了阶跃和频率响应的仿真分析.研究结果可用于指导直驱阀阀芯位移的闭环控制设计.