【摘要】： 本論文在分析新型形狀記憶合金B(yǎng)MF(BioMetal Fiber)特性的基礎(chǔ)上,提出了一種基于BMF的新型氣動微型伺服閥,并對這種新型氣動微型伺服閥進(jìn)行了設(shè)計計算、仿真研究和控制研究。 該伺服閥使用新型形狀記憶合金B(yǎng)MF作為驅(qū)動元件,在施加一定的控制電壓時,BMF開始動作,帶動閥芯移動,從而可以實現(xiàn)新型氣動微型伺服閥的開啟和關(guān)閉,達(dá)到對BMF的一種實際應(yīng)用。 在論文中研究了新型氣動微型伺服閥的整體結(jié)構(gòu)圖,對偏壓彈簧和錐閥芯進(jìn)行了設(shè)計計算,論述了這種伺服閥的工作原理,并繪出了伺服閥的三維模型圖并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受力分析。 同時用理論分析的方法推導(dǎo)了新型氣動微型伺服閥的線性數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù),并分析了被控對象的基本特性;利用Simulink模塊表達(dá)狀態(tài)方程,通過PID控制器的控制策略對伺服閥進(jìn)行了仿真分析。 研究了伺服閥的單片機(jī)伺服控制系統(tǒng),對伺服閥的出口流量和壓力進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理。從壓力傳感器和流量傳感器出來后的信號送入A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理,處理后的數(shù)據(jù)送到控制器AT89C52;同時,該數(shù)據(jù)與設(shè)定的壓力和流量值進(jìn)行比較求出偏差值,通過PID算法獲取調(diào)控值,通過D/A轉(zhuǎn)換,施加控制電壓給伺服閥的驅(qū)動元件BMF,使閥門開啟,從而實現(xiàn)對伺服閥出口壓力和流量大小的控制。該系統(tǒng)具有控制精度高、速度快、控制質(zhì)量可靠等優(yōu)點,能夠達(dá)到預(yù)想的控制效果。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH138.52
【圖文】：

理的微型閥相繼研制問世[16]。靜電致動微型閥國 Honeywell 公司研制的一種薄膜懸臂梁結(jié)構(gòu)的靜電致動微閥膜片尺寸分別為 24×602μ m和 350×3902μ m，閥膜片的其主要制作工藝過程是在雙面拋光的<100>硅片上淀積成形屬電極及犧牲層，在用等離子體蝕刻出閥膜片邊緣和出口通后用 KOH 溶液異向蝕刻硅基板，選擇蝕除掉犧牲層。該閥，可控 15kPa 的壓力和 150ml/min 的流量，并能承受 101kPa動的缺點在于需要較高的驅(qū)動電壓，或致動力小。美國 MIT 平衡靜電致動微型閥，用于控制高壓流體。其設(shè)計思想是使動閥堵上產(chǎn)生平衡力，通過幾何參數(shù)的優(yōu)化，可以很小的致關(guān)閉。本日立制作所開發(fā)出一種如圖 1.1 所示具有大變形閥膜片結(jié)靜電致動亦能實現(xiàn)大的位移而不減弱致動力。

致動微型閥的尺寸在數(shù)十微米級時，電磁致動的能量密度仍可能比靜級。另外微型閥的閥膜片或閥堵多利用硅薄膜的變形達(dá)到變形通常小于 20 μ m，且致動力大部消耗在膜片的彈性變 NovaSensor 設(shè)計出一種減弱閥膜片支撐部分的剛性的閥膜 50 μ m的變形，適于電磁致動。日本 NTT 境界領(lǐng)域研究所構(gòu)的微型閥，為減小泄露，開發(fā)了自對準(zhǔn)工藝。該閥可在 0磁場作用下工作，可控氣體流量為 0.24～19.2kPa—ml/mi屬片致動微型閥膨脹系數(shù)不同的兩個金屬薄片疊合在一起，因熱膨脹伸長美國 ICSensors 利用這種雙金屬片致動原理研制的微型閥如厚 10 μ m、直徑為 2.5mm，鋁層厚 5 μ m，常開間隙為 4 氣壓的氣流，最大流量約為 85ml/min。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 徐現(xiàn)榮;一種基于BMF的新型氣動微型伺服閥及控制系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2008年

2 楊薇;中國OEM企業(yè)特征分析及路徑選擇的實證研究[D];武漢科技大學(xué);2005年

本文編號：2735189