本文關鍵詞：基于PWM的液壓高速開關閥結構設計與特性分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計算機技術的發(fā)展和在各領域的日益廣泛應用,電液數(shù)字控制技術已經(jīng)成為實現(xiàn)機電一體化的重要手段,是實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)進行高速、高精度控制的理想方法,目前已廣泛應用于汽車、冶金、工程機械、航空航天等重要領域。高速開關閥的研究是電液數(shù)字控制技術中的一個重要部分,而高速開關閥是實現(xiàn)電液數(shù)字控制的關鍵元件,其工作原理是根據(jù)一系列脈沖電信號控制電磁鐵產(chǎn)生吸力,使得閥芯高速正、反向運動,從而實現(xiàn)液流在閥口處的交替通、斷功能,無需D/A轉換接口即可實現(xiàn)可靠的數(shù)字化電液控制。特別近年來,工程機械等的發(fā)展對高速開關閥提出了更高的技術要求,而現(xiàn)有的高速開關閥主要存在著輸出流量小、響應速度慢的缺點,如何解決大流量和高響應之間的矛盾一直是液壓高速開關閥設計中的難點,這種矛盾的存在在一定程度上制約了高速開關閥的應用與發(fā)展。 本文以高速開關閥大流量與高響應之間存在的矛盾為研究出發(fā)點,在保證高速開關閥大流量的基礎上能夠適當提高響應速度,基于此種目的設計了一種新型脈寬調(diào)制式(PWM)高速開關閥,該閥采用二級結構并實現(xiàn)二位三通控制,先導級為雙噴嘴擋板閥,功率主級采用對稱錐閥結構。預期所設計的脈寬調(diào)制式高速開關閥達到以下技術指標：空載流量大于40L/min(△P=16MPa),閥芯開關時間小于4ms。 根據(jù)所設計高速開關閥的工作原理,運用CAD軟件畫出二維裝配圖,對主要的結構參數(shù)進行初步設計計算；運用Fluent軟件對主閥口流道進行三維建模并分析其流場特性,得出了不同閥口開度下的流量-壓力曲線；在建立高速開關閥數(shù)學模型的基礎上,分別運用AMESim和MATLAB/Simulink對高速開關閥進行靜動態(tài)特性研究,先后分析了雙噴嘴擋板閥的控制壓力在不同參數(shù)下的階躍響應、不同脈寬占空比及幾個重要參數(shù)變化對高速開關閥性能的影響,為該閥結構參數(shù)的合理選擇提供了依據(jù)。 通過對該閥的結構設計與仿真分析,最終得出所設計的高速開關閥的開啟和關閉時間分別為3.2ms和3.6ms,空載流量達到50L/min以上,仿真結果達到預期目標。
【關鍵詞】：脈寬調(diào)制 高速開關閥 結構設計 流場 特性 仿真
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH137.52
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 圖表索引10-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 選題背景12
• 1.2 數(shù)字式液壓技術12-16
• 1.2.1 間接式數(shù)字液壓技術13
• 1.2.2 直接式數(shù)字液壓技術13-16
• 1.3 高速開關閥的結構特點16-17
• 1.4 高速開關閥的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.4.1 新型電機械轉換器17-18
• 1.4.2 新型閥芯閥體結構18-20
• 1.4.3 新型材料的應用20-21
• 1.5 課題的研究意義21-22
• 1.6 主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 基于PWM的高速開關閥結構設計23-35
• 2.1 基于PWM高速開關閥的結構分析23-27
• 2.227-33
• 2.2.2 雙噴嘴擋板閥的結構設計27-29
• 2.2.3 高頻電磁鐵的結構設計29-33
• 2.3 本章小結33-35
• 第3章 高速開關閥的流場仿真35-42
• 3.1 Fluent軟件簡介35-36
• 3.2 主閥流場的仿真分析36-40
• 3.3 本章小結40-42
• 第4章 基于PWM的高速開關閥特性分析42-63
• 4.1 PWM信號下的閥芯運動分析42-46
• 4.2 數(shù)學模型46-51
• 4.2.1 高頻電磁鐵的數(shù)學模型46-48
• 4.2.2 雙噴嘴擋板閥的數(shù)學模型48-50
• 4.2.3 主閥數(shù)學模型50-51
• 4.3 先導級雙噴嘴擋板閥的AMESim仿真研究51-54
• 4.3.1 AMESim仿真軟件介紹51-52
• 4.3.2 AMESim仿真模型52
• 4.3.3 仿真結果與分析52-54
• 4.4 MATLAB仿真分析54-62
• 4.4.1 MATLAB/Simulink仿真軟件介紹54-55
• 4.4.2 仿真模型的建立55-57
• 4.4.3 仿真結果分析57-62
• 4.5 本章小結62-63
• 總結與展望63-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄69

【參考文獻】

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本文編號：324495