为满足某气体发生系统安装空间小、重量轻、动态响应快、控制精度高等要求,设计了高压气动压力伺服控制系统,并采用高压电-气伺服阀实现了负载压力的高响应高精度控制。建立了系统数学模型,包括高压气瓶热力学方程、高压电-气伺服阀传递函数与流量方程、负载容腔压力变化与排气流量方程等子模型,并设计了反馈线性化PID控制器。基于MATLAB/Simulink平台建立了高压气动系统仿真模型,仿真研究了高压气瓶容积与初始气源压力、负载容腔排气孔通径等参数对系统负载压力控制性能的影响规律。研究结果为该系统的优化设计与实验研究提供重要理论依据。

高压电-气伺服阀是高压气动伺服系统的核心部件,其阀芯阀套结构存在的环形间隙和圆角等问题,导致了伺服阀在零位时产生泄漏,从而影响伺服系统的高精度控制和稳定性。为了研究高压电气伺服阀间隙结构对零位泄露特性的影响,首先,建立了伺服阀内部跨尺度流场计算模型,并采用计算-流体力学的方法,分析了高压电-气伺服阀间隙结构对零位泄漏特性的影响;然后,建立了高压气体零位泄漏流量的数学模型,得到了带有环形间隙和阀芯圆角的高压电-气伺服阀流量随阀口开度变化的规律。结果表明,滑阀伺服阀零位泄漏量与气体压力和圆角半径变化近似呈线性关系,与环形间隙高度呈二次凹函数曲线关系;带有环形间隙和圆角的高压电-气伺服阀流量随着阀口开度变化的趋势是恒定−非线性−线性。最后,搭建了伺服阀零位泄漏流量特性测试系统,并通过实验验...

提出一种新型音圈马达直接驱动滑阀式单级高压电．气伺服阀，针对其工作特点及阀芯受力情况，研究高压气体流经伺服阀阀口时气体射流角。在高压电-气伺服阀中阀口上下游压力比达到临界状态时，高压气体流经较小阀口时流速可达到声速，此时高压、高速气流产生的稳态气动力不容忽视，成为影响音圈马达直接驱动滑阀式单级高压电。气伺服阀控制精度及响应特性的重要干扰力。基于气体射流理论采用计算流体动力学方法对高压电．气伺服阀内部流场进行数值模拟，分析不同阀口开度对应的射流角大小，得出高压电．气伺服阀在不同阀口开度时射流角有较大差异，小阀口开度时射流角大于69°，当阀口开度达到设计最大开度时射流角接近69°，但伺服阀在精密控制系统中主要工作在零位附近，此时阀口开度较小，因此不同开度对应稳态气动力均...