高速開關閥的先導式電/氣比例閥仿真分析

hsv高速開關閥 1 貴州紅林車用電控技術有限公司 hsv系列開關式高速電磁閥 hsv系列開關式高速電磁閥系列產(chǎn)品是我公司與美國bkm公司聯(lián)合研制、生 產(chǎn)的快速響應開關式數(shù)字閥，是一種用于機電液一體化中電子與液壓機構(gòu)間理想的 接口元件。該系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、響應快速、動作準確、重復性 好、抗污染能力強、內(nèi)泄漏小、可靠性高。最顯著的特點是該產(chǎn)品能夠直接接受數(shù) 字信號對流體系統(tǒng)的壓力或流量進行pwm控制，該特點為數(shù)字控制進入液壓氣動 領域提供了有效手段。1992年該產(chǎn)品被評為國家級重點新產(chǎn)品并獲得貴州省科學技 術進步二等獎。 hsv高速電磁閥系列產(chǎn)品具有兩通常開、兩通常閉、三通常開、三通常閉四個 系列近200個品種；材料有碳鋼、不銹鋼兩種類別；工作方式可采用連續(xù)加載、脈 沖寬幅調(diào)制、頻率調(diào)制或脈寬——頻率混合調(diào)制。 hsv高速電磁閥系列產(chǎn)品的上述特點使該電

給出了高速開關閥先導控制的二通插裝閥應用在注塑機上的注射系統(tǒng)液壓原理圖,并在amesim仿真環(huán)境下,分析關鍵參數(shù)如系統(tǒng)液阻、調(diào)制頻率、占空比、負載。仿真結(jié)果表明,采用高速開關閥先導控制實現(xiàn)了對插裝閥閥芯的位置控制,驗證了系統(tǒng)原理的可行性。

高速開關閥作為汽車防抱死制動系統(tǒng)的重要元件,其動態(tài)響應性能決定著防抱死制動系統(tǒng)的安全性和有效性。為此設計了一種常開式高速開關閥,并利用ansoft軟件研究了其開關電磁鐵的電磁場特性,確定了電磁鐵的線圈參數(shù);將獲得的參數(shù)輸入到simulink建立的開關閥系統(tǒng)模型中,并仿真分析,得到運行頻率為37hz,這一指標滿足防抱死制動系統(tǒng)的性能要求。

螺紋插裝式高速開關閥

本文分析了高速開關閥的開關過程中不同階段線圈電流對其開關時間的影響。在仿真分析的基礎上,設計了低端mosfet管控制的高、低電壓驅(qū)動電路,建立了驅(qū)動電路的pspice模型。仿真結(jié)果表明,該電路可減小高速開關閥的開關時間,提高其響應頻率。

該文提出了一種基于高速開關閥微調(diào)的氣壓精密控制方法,文中詳細敘述了該方法的控制策略。用該控制策略控制高速開關閥,可以實現(xiàn)壓力容器微小流量的供給與排出,達到了壓力的精密控制目的。實驗結(jié)果驗證了該控制方法的有效性和可行性。

高速開關閥的控制及應用

首先分析了基于pwm高速開關閥的氣缸定位控制系統(tǒng)的工作原理,在此基礎上建立閥控缸定位系統(tǒng)的數(shù)學模型。應用脈寬調(diào)制方式以及常規(guī)pid控制算法和模糊pid控制算法,在matlab/simulink上對基于高速開關閥的氣缸定位系統(tǒng)進行了仿真。仿真結(jié)果表明,用模糊pid控制算法控制閥控缸定位系統(tǒng),可以實現(xiàn)更快速、更精確的氣動執(zhí)行器位置伺服控制。

高速開關閥位置控制方法

運用pwm對高速開關閥進行數(shù)字控制,以滿足電液控制系統(tǒng)精度高,響應快的要求。提出了高速開關閥在調(diào)速控制系統(tǒng)中的應用,利用vb編寫界面進行人機對話,實現(xiàn)vb與plc的串行通信。用本系統(tǒng)模擬工程機械破碎挖掘機的工作過程,仿真及實驗結(jié)果表明,高速開關閥在調(diào)速控制系統(tǒng)的應用具有理論和現(xiàn)實意義。

針對旋轉(zhuǎn)平臺的工作特點,采用高速開關閥控液壓系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)平臺的順時針和逆時針的往復旋轉(zhuǎn)運動進行控制。根據(jù)系統(tǒng)的特點,采用閉環(huán)控制,使設計出的旋轉(zhuǎn)平臺回轉(zhuǎn)定位的高速開關閥控液壓系統(tǒng)能夠滿足設計指標的要求。

為控制高速液壓缸設計了大流量高速開關閥,開關閥采用二級結(jié)構(gòu),先導閥為2d高頻伺服閥,主閥為大通徑滑閥。主閥采用并聯(lián)雙節(jié)流邊的結(jié)構(gòu),減小主閥芯行程,減小所需導控流量,減小閥芯尺寸及質(zhì)量,提高主閥動態(tài)響應特性。主閥采用負開口設計,設置死區(qū),確保主閥完全導通過程的快速性。對主閥芯進行了動力學分析,并在matlab上建立了閥芯開啟時的運動模型,進行了仿真研究。

本文研究了由模擬式脈寬調(diào)制器控制高速開關閥的靜特性。對自然采樣雙沿調(diào)制模擬式脈寬調(diào)制器進行了分析,從物理概念和工程應用的角度探討了閥的開啟和關閉時間對其靜特性的影響以及對載波頻率的制約關系。

模擬式脈寬調(diào)制高速開關閥的靜特性

提出一種由定量泵、高速開關閥、插裝閥、蓄能器等元件組成,實現(xiàn)變量功能的數(shù)字式變量泵,研究不同參數(shù)對數(shù)字式變量泵性能的影響。通過優(yōu)化閉環(huán)控制,使數(shù)字式變量泵具有較小的壓力波動范圍和較短的響應時間,最終實現(xiàn)數(shù)字式變量泵最佳的控制性能。

針對高速開關閥流量控制中存在的死區(qū)、飽和區(qū)和非線性區(qū)問題,在對比脈寬調(diào)制(pwm)控制及傳統(tǒng)pwm補償控制的基礎上,提出了兩種非線性控制方法,基于死區(qū)和飽和區(qū)分段補償?shù)膒wm控制和脈寬調(diào)制-脈頻調(diào)制(pwm-pfm)控制?；谶@兩種非線性控制方法,分析高速開關閥的流量特性,并搭建了高速開關閥控制液壓缸位置回路,從仿真和實驗的角度,對比分析高速開關閥在pwm控制、傳統(tǒng)pwm補償和文中提到的兩種非線性控制下的液壓缸位置控制特性。研究結(jié)果表明:兩種非線性控制方法分別從占空比和工作頻率的角度對高速開關閥的死區(qū)、飽和區(qū)和非線性區(qū)進行補償,使高速開關閥在0%~100%占空比范圍內(nèi)流量線性化;在仿真與實驗驗證中能夠有效解決由于流量控制死區(qū)和飽和區(qū)所造成的液壓缸啟動和到位過程中誤差較大的問題。

本文對高速開關電磁闊的功率驅(qū)動特性進行了研究。結(jié)合研究工作，實現(xiàn)了其中的一種高效驅(qū)動電路一升壓加脈寬調(diào)制驅(qū)動。驅(qū)動方案的設計簡單可行，實際運用結(jié)果顯示其驅(qū)動性能良好。

根據(jù)氣動泵氣壓控制系統(tǒng)的需求,設計了基于高速開關閥的氣動泵氣壓控制系統(tǒng)。首先對數(shù)字閥的概念、優(yōu)點和分類進行了概述。介紹了氣壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分析了以pwm方式工作的高速開關閥控制原理。采用單片機,設計了氣壓控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),開發(fā)了驅(qū)動電路。最后闡述了pwm信號的產(chǎn)生程序和pwm控制方式。該系統(tǒng)具有開閉效果好、功耗低等優(yōu)點,而且pwm信號頻率和占空比均可調(diào)節(jié),表明了高速開關閥在氣壓控制系統(tǒng)中有廣泛的使用價值。

對基于超磁致伸縮驅(qū)動器的高速液壓開關閥進行了初步的研究，設計了單和雙聯(lián)錐體式閥芯的高速開關閥結(jié)構(gòu)，還對這種閥的主要性能參數(shù)做了簡要分析。

介紹了一種新型的大流量高速開關閥,它采用二級控制,先導閥采用特殊心結(jié)構(gòu),并以超磁致伸縮驅(qū)動器作為電-機轉(zhuǎn)換裝置,大大提高了閥的切換速度及開關頻率;主閥采用球閥結(jié)構(gòu),密封性好,響應速度快。試驗結(jié)果表明,該閥切換時間為8～10ms,最大輸出流量達到120l/min。與壓電晶體式高速開關閥比較,能夠獲得更大的輸出流量,而耗電功率卻大大降低,是一種很有前途的高速開關閥。

高速開關閥是電液控制系統(tǒng)的新型元件,與計算機接口方便,并有較強抗污能力.設計了一個基于高速開關閥的二次調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng),建立了主要元件的數(shù)學模型,并得到轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程.通過采用脈沖寬度調(diào)制(pwm)技術,實現(xiàn)對該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制.通過仿真,研究了占空比和阻尼系數(shù)對系統(tǒng)響應的影響.并通過試驗對仿真結(jié)果進行了驗證.研究表明:通過改變高速開關閥的pwm信號占空比,可以實現(xiàn)對二次元件的轉(zhuǎn)速控制,且能滿足系統(tǒng)的性能要求.

以單閥直控式高速開關閥液壓同步控制系統(tǒng)為研究對象,用數(shù)學的方法對液壓回路的動態(tài)特性進行了描述,并在此基礎上建立同步系統(tǒng)的數(shù)學模型,為進一步開展系統(tǒng)仿真分析及控制策略的研究提供了可靠的理論依據(jù)。