为满足电-气比例/伺服系统的应用需要,设计一种由比例电磁铁、活塞式阀芯及两位三通的阀体构成的直动式气动比例压力阀,并建立该比例阀的非线性数学模型.对于比例电磁铁,采用集总参数模型来描述电磁特性,模型参数由FEM分析得到.结合机械及气路的物理特性,分别对上、下阀芯的运动特性、阀体内的气体流动及热力学过程进行建模分析,保证了上、下阀芯的运动独立性.通过仿真对下阀芯的黏性摩擦系数、反馈通道的直径以及气源压力等影响比例压力阀的压力响应特性的因素进行分析,并设计一种比例压力阀的性能测试系统以验证模型的正确性.仿真与实验结果呈现良好的一致性,模型能够预测不同阶跃输入信号下该比例阀的压力响应过程.

该文针对高压大流量气动比例阀结构特点及阀芯动力学特性,建立阀芯所受稳态气动力数学模型。然而由于高压气体的可压缩性、阀口流量非线性等因素,难以采用传统气动力理论计算公式准确预测高压大流量气动力比例阀的稳态气动力,为此基于三维N-S方程,采用计算流体动力学(CFD)方法研究稳态气动力的变化特性。结果表明,该气动比例阀工作过程中最大稳态气动力达到气压驱动力的30%,成为影响阀芯响应速度与控制精度的主要因素,且稳态气动力与阀口开度呈强非线性关系。另外为减小稳态气动力的阻力作用以减小动力能源的消耗,应优化内流道结构,实现节能目的。

呼吸机是一种精密机械通气装置，对控制系统的响应速度和控制精度有严格的要求。呼吸机的工作介质为压缩性极强的气体，导致该系统具有非线性和扰动强等特性，对于非线性系统传统PID控制器已经无法达到控制要求，基于PID控制的各种自适应算法得到了广泛研究，比如神经网络整定PID控制、遗传算法整定的PID控制、迭代学习PID控制等，但这些算法复杂度较大，对于实时性要求较高的系统难以实现。针对上述问题，以国内某公司试生产的一款气动比例阀为研究对象，通过对其进行力学分析并结合控制经验，建立了一套模糊PID控制规则，设计硬件电路并在STM32F767微控制器上编程实现了该算法，实验结果表明响应速度和控制精度均较好，输出流量有效范围7 L/min—180 L/min，稳态误差≤±4%，响应时间≤30 ms，输出流量稳定，系统鲁棒性较强，满足呼吸机应

将气液增压式模切机试验样机作为研究对象,通过NI LabVIEW这一虚拟仪器图形化的编程软件,从而建立起数字化的模切压力测控系统,实现了对模切施压机构的动态特性参数进行信号采集、分析和处理。在此基础上,能够将模切压力的调节过程实现自动化和可视化,进而为该新型模切装置设计与调压过程控制提供了应用研究理论基础和专利技术支撑。

气动比例阀是医用呼吸机的核心部件;针对呼吸机对控制系统快速性、精确性和平稳性要求越来越高的现状,基于国内某公司试生产的一款气动比例阀,以STM32F767芯片作为控制器核心,采用PID控制与模糊控制相结合的双环控制方式,结合驱动放大电路、UART接口电路、传感器电路,设计了一款气动比例阀流量控制系统;相较传统的比例阀控制器,增加了系统灵活性,稳态和动态性能均有提升,实验表明输出气体流量有效范围7~180L/min,稳态误差,响应时间,输出流量稳定,系统鲁棒性较强,满足医用呼吸机应用要求。

主要针对板坯二次火焰切割机气动系统存在的制约生产的问题进行研究，分析造成问题的原因，采取措施对气动系统加以改造，使其满足生产需求。该系统经过改造后运行稳定可靠。

利用单片微机控制脉宽调制式气动比例压力阀系统，采用位置闭环和力闭环控制，有效地克服比例压力阀的非线性及空气介质压缩性的影响，满足气动缸活塞的精确定位和输出高精度压力的要求。利用该系统控制精密研磨机的研磨压力和时间，利用单片机控制可控硅和伺服电机系统，从而控制研磨轮的转速，易于保证研磨的质量。