高壓大流量氣動比例閥閥芯位置控制研究.pdf

1、隨著氣動系統(tǒng)高壓、高速度、高精度要求的不斷增加，對高壓氣動比例/伺服控制技術的研究已成為一種迫切需求。高壓大流量氣動比例閥是高壓氣動比例/伺服控制技術的關鍵元件。本文研究的高壓大流量氣動比例閥采用兩級控制方式，先導級為高壓電-氣伺服閥，功率級為大流量氣控滑閥。功率級閥芯位置快速精確控制成為實現(xiàn)高壓氣動系統(tǒng)比例/伺服控制的關鍵，目前關于高壓大流量氣動比例閥及閥芯位置比例/伺服控制研究較少。本文重點針對閥體結(jié)構(gòu)參數(shù)與系統(tǒng)壓力等影響功率級閥芯

2、位置控制的因素，及功率級閥芯位置精確控制展開研究，主要內(nèi)容如下：
　　1.對高壓大流量氣動比例閥工作原理、主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及位置伺服控制動態(tài)特性進行詳細分析。分析了高壓大流量氣動比例閥工作原理，建立其數(shù)學模型。在此基礎上，從控制腔初始容積和復位彈簧剛度兩個方面進行結(jié)構(gòu)參數(shù)分析；并分析了氣源壓力變化和控制腔容積變化對功率級閥芯位置伺服控制的非線性影響，為有針對性提出新的控制方法提供理論基礎。
　　2.高壓大流量氣動比例閥功率級閥芯

3、位置非線性控制方法研究。針對氣源壓力和控制腔容積變化對高壓大流量氣動比例閥功率級閥芯位置伺服控制的非線性影響，引入氣源壓力、閥芯位置與速度等狀態(tài)量，采用反饋線性化方法，將功率級閥芯非線性狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為等價線性狀態(tài)方程?；诖?，采用PID控制策略對功率級閥芯位置進行伺服控制，仿真研究表明所設計非線性控制策略顯著減小了氣源壓力和控制腔容積變化對控制性能的非線性影響，提高了功率級閥芯位置控制精度及響應速度。
　　3.高壓大流量氣動比例閥