水壓伺服閥優(yōu)化設計及試驗研究.pdf

1、水壓伺服閥是水壓伺服控制系統(tǒng)的核心部件，具有控制精度高、響應速度快、體積小、重量輕等優(yōu)點，已成為當前國際上流體傳動及控制技術領域一個極為重要的研究課題，對水壓傳動的研究和發(fā)展具有十分重要的意義。
　　 本文首先介紹了水壓伺服閥樣機的工作原理和結構特點，建立了其數(shù)學模型，應用MATLAB軟件對水壓伺服閥樣機的動態(tài)特性進行了仿真研究，同時對由機械阻尼和電磁阻尼產生的阻尼比、伺服閥開環(huán)增益、力矩馬達的固有頻率進行了參數(shù)敏感性分析。

2、r>　　 在上述研究的基礎上，運用現(xiàn)代控制理論，采用靜態(tài)優(yōu)化方法和動態(tài)優(yōu)化方法對水壓伺服閥的結構參數(shù)和傳遞函數(shù)進行了優(yōu)化設計。靜態(tài)優(yōu)化主要是采用約束多目標最小值的優(yōu)化方法，通過選擇噴嘴中心至彈簧管回轉中心的距離、反饋桿小球中心到噴嘴中心的距離、閥芯的端面面積、噴嘴孔直徑等獨立而且具有實際工程意義的參數(shù)為設計變量，以水壓伺服閥的快速性以及穩(wěn)態(tài)誤差等動態(tài)指標為目標函數(shù)，對水壓伺服閥的結構參數(shù)進行優(yōu)化設計。動態(tài)優(yōu)化方法主要是采用最優(yōu)二次型控

3、制理論，以閥芯位移最小動態(tài)誤差和系統(tǒng)最小能耗為目標函數(shù)，來實現(xiàn)優(yōu)化水壓伺服閥動態(tài)特性的目的。
　　 在已有水壓伺服閥綜合特性試驗臺上進行了試驗研究。通過幅頻特性和相頻特性試驗曲線分析了前置放大級中不同固定阻尼孔搭配對水壓伺服閥動態(tài)特性的影響。試驗結果表明：水壓伺服閥前置液壓橋路的氣蝕現(xiàn)象與閥芯和閥套的摩擦阻力導致了部分的幅頻特性曲線和相頻特性曲線不太光滑和減小了系統(tǒng)的頻寬，即降低了系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性和動態(tài)響應特性。前置放大級兩級阻