高水基比例阀先导液阻桥路直接影响主阀的控制特性,多功能、多类型液阻构成的复杂先导液阻网络成为比例阀设计的关键。采用数学建模、流场仿真以及试验研究相结合的方式分析位移-流量反馈式高水基比例方向阀先导液阻桥路的液阻特性,考虑了主阀进液阀芯和阀套之间环形间隙的流量泄漏。结果表明当环形间隙面积一定时,位移反馈槽宽度越大,位移反馈节流控制线性度越好,然而,位移反馈槽宽度越大,先导液桥流量需求越大,高速开关阀组匹配设计难度越大;回液液阻对液桥起背压作用,回液液阻尺寸越小,背压效果越好,位移反馈槽节流控制线性度越差。根据流场仿真结果,综合匹配设计高速开关阀组及进液液阻,通过试验验证了先导液阻网络各液阻尺寸匹配策略的正确性。

比例方向阀是电液控制技术中最基础的元件之一,其作用是对液压执行机构的速度、方向、位置和输出力进行连续控制。在比例方向阀使用过程中,发现电压指令相同时,当比例方向阀阀口的压差较大时,随着压差的增加,流量出现了不增反减的现象。为了解释该现象,建立两种比例方向阀的静态仿真模型第一种静态仿真模型基于液动力和阀口流量的经验公式;第二种静态仿真模型基于通过ANSYS Fluent流场数值计算得到的液动力和阀口流量插值公式。静态仿真结果表明阀口流量不增反减的原因在于当压差增大时,液动力增加导致阀芯位移减小,进而使流量减小。实验结果证明相比传统的经验公式,使用基于流场仿真数据得出的稳态液动力和阀口流量插值公式时,静态仿真结果更接近实验结果。

为了实现对电液伺服系统进行节能、准确、快速的位置控制,提出了一种基于节能方法的非线性反演控制方法。通过对电液伺服系统的模型分析,明确了其结构及比例方向阀的动力学模型。对电液伺服系统位置控制过程中的节能方法进行分析,利用比例溢流阀的开启压力与泵压的关系,计算出理想的供给压力,通过该压力对比例溢流阀进行控制,达到节能的效果。设计反演控制器,求取电液伺服系统的正则形式,并通过其获取比例方向阀的理想输入电压,通过比例方向阀对执行机构进行调节,达到准确、快速的位置控制的效果。通过实验对所提方法的位置控制效果和节能效果进行了验证,实验结果显示,所提方法能够对电液伺服系统进行准确、快速的位置控制,同时控制过程中具有较少的能量损失,具有较好的节能及位置控制效果。

提升机制动系统主要包括恒减速制动方式和恒力矩制动方式,随着对矿井安全性和可靠性的要求越来越高,对恒减速制动系统的研究越来越重要。目前,恒减速制动系统的核心元件主要有比例溢流阀和比例方向阀,本文基于这两种核心调压元件通过AMEsim仿真软件对恒减速制动回路的工作特性进行对比分析,得到了两种关键核心部件对恒减速制动性能优劣影响的结果。

比例方向阀与直驱式电液伺服阀具有响应快、抗污性染性强等优点,广泛应用在各大工业领域。根据比例方向阀和直驱式伺服阀的结构和工作原理,利用AMESim软件搭建两种阀的仿真模型,仿真分析这两种阀在常见故障下的流量特性曲线,通过电液伺服阀性能检测平台将仿真与实验数据进行对比,验证了仿真模型的准确性。通过对这两种阀的分析,可为不同工况下液压系统设计中伺服阀的选择及伺服阀的故障维修提供参考。

传统的工控机控制系统具有成本高、功耗高、体积大、操作复杂等特点,针对这些问题,提出了一种基于嵌入式技术的比例方向阀控气缸位置伺服控制方法。首先,分析了气动位置伺服控制器的实际需求,设计了控制器的最小系统、主控板、模数扩展板和数模扩展板的硬件电路;然后,在集成开发环境Keil MDK下,使用C语言进行了嵌入式软件编写,在跨平台嵌入式软件编程环境Qt下,使用Visual C++语言进行了上位机软件编写;最后,为了验证气动位置伺服控制器的有效性,搭建了比例方向阀控气缸位置伺服控制实验平台,利用所开发的嵌入式气动位置伺服控制器,分别进行了气缸的定位控制和轨迹跟踪实验。实验结果表明:该伺服控制器能够简单、有效地实现气缸位置控制的目的,在跟踪频率为0.5 Hz的参考轨迹时,轨迹跟踪最大误差约为4.6 mm;在跟踪频率为0.25 Hz的参考轨迹时,...

针对AM-50型号掘进机的液压控制系统,基于该掘进机的主要组成部分以及优缺点,在对其原有液压系统进行分析的基础上,提出了利用电液比例节流进行调速。通过对该掘进机液压控制系统的分析研究,为掘进机自动化水平的提升提出新思路。

气压比例方向阀由于其非常高的响应频带,因此在气压伺服系统上具有重要应用.但由于气压比例方向阀采用正遮盖阀口时,在零位附近存在死区,造成此时阀的流量增益、压力增益都非常小,这个特性对于高性能的气压系统定位和轨迹跟踪控制有重要影响.文章通过实验研究比例方向阀的流量特性和压力特性,利用工作点线性化描述阀的特性.采用逆函数法补偿比例方向阀在零位时的非线性特性.对气压系统三阶传递函数模型进行了仿真.仿真和实验结果表明了逆函数补偿法的有效性.

针对模糊控制比例方向阀控缸系统存在的稳态误差问题，在分析气缸摩擦力的基础上，提出以压力反馈加摩擦力补偿的办法设计模糊／PPF控制器用于气动位置控制系统中，最终取得了较为满意的控制效果。

PID控制器是常用的伺服系统控制器，气动伺服系统常用其控制。为此，文章根据比例方向控制阀和缸的特点，设计了气动位置PID伺服控制系统。对该系统中影响响应精度的置中电压和控制器中的积分系数进行实验研究，实验分析参数变化对控制精度的影响。