针对传统数字阀用电-机械转换器运动惯量大不具备耐高压能力以及需要机械转换环节的不足提出了一种新型低惯量耐高压的直动式电磁铁设计方案.永磁体产生的磁通与控制线圈产生的磁通形成差动磁场产生使衔铁轴向运动的力.通过电磁场的二维有限元数值模拟得到该电-机械转换器在不同条件下的磁场分布和力移特性.研究结果表明低惯量耐高压直动式电磁铁具有近似正弦波的力位移特性和较大的输出力适合作为直动式数字阀的电-机械转换器.

针对传统力马达及比例电磁铁频响低的特点,提出一种新式力马达结构,该力马达运用永磁体和线圈差动控制的原理,实现双向高频控制。由于传统的经验公式对新结构设计具有低准确性,基于有限元法,建立了力马达的模型并利用Ansoft仿真软件来分析力马达的力-位移特性,对影响力马达力-位移特性的轴向气隙面积、轴向气隙距离等主要结构参数进行了分析比较,并在此基础上进行优化。

内泄漏作为电液换向阀常见的故障类型,其故障振动信号具有非平稳性、非线性等特点,且容易被其他信号淹没、破坏。对此提出了一种经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和一维密集连接卷积网络(Densely Connected Convolutional Networks,DenseNet)的电液换向阀内泄漏故障诊断方法。该方法首先利用EMD对振动信号进行分解得到一系列本征模态分量(Instrinsic Mode Function,IMF),并将IMF分量和原始振动信号依次进行并联堆叠;然后将并联堆叠信号作为一维密集连接卷积网络的输入进行特征的自动提取,并进行故障分类;最后通过DenseNet与传统的一维卷积神经网络(CNN)对比验证得出,该方法能准确、有效地对电液换向阀内泄漏故障进行诊断。

为了探究混合式步进电动机关键结构参数对其静态转矩的影响规律,找寻最优设计方案,提出一种基于正交试验、反向传播(Back Propagation,BP)神经网络和遗传算法的智能协同优化方法。通过对电机的磁路分析与ANSYS Maxwell-3D有限元仿真,讨论了电机结构和运行参数对输出转矩的影响,并据此对电机的气隙g、齿宽比bt/t、齿高ht和转子壁厚hr进行协同优化,采用电机的最大静转矩Tm作为优化目标,运用智能协同优化方法得到最优解,并对优化结果进行有限元验证。结果表明:优化结果与仿真结果相近,最大静态转矩相对误差为4.8%,最优结构参数为:g=0.1 mm,bt/t=0.37,ht=0.84 mm,hr=2.5 mm。

阐述了2D数字伺服阀的工作原理，建立了电一机械转换器的数学模型并进行了仿真分析，设计了2D数字伺服阀控制器，并对电一机械转换器及样阀进行了实验研究。理论和实验结果均表明，该电一机械转换器具有良好的频率特性，-3dB、-90°处的频宽约为250Hz。2D数字伺服阀在25％的最大阀开口下对应-3dB的频宽约为130Hz。

针对传统的力矩马达结构复杂散热性能差等缺点在2D阀基础上提出了一种新型的湿式力矩马达设计了机械结构阐述其工作原理并对力矩马达进行电磁仿真确定合理的磁路通道。对关键零件弹簧杆的力变形进行分析确定弹簧杆参数。最后搭建专用的实验装置对力矩马达的性能进行实验研究。实验结果表明：在极靴距离衔铁表面0.5mm单个线圈通入0.5安培的电流时阀芯产生正负0.9°的角位移力矩马达具有良好的静动态特性。

该文简单介绍了浙江工业大学阮健教授团队设计发明的-种新型结构的液压泵名为二维（2D）单体轴向活塞泵简述了 2D泵 的结构和原理并设计了该泵上的端面凸轮机构.利用平面移动凸轮转化为圆柱端面凸轮的方法设计了在等加等减速运动规律下 的圆锥滚子圆柱端面凸轮给出了其空间实际廓线方程.分析了利用上述方法设计圆柱端面凸轮实际廓线时产生的误差给出了- 种数学计算的误差补偿方法运用MATLAB软件计算出误差补偿值.误差补偿后减小了滚子与凸轮之间的间隙提高了滚子在凸轮 上的运动精度提高了 2D泵性能.

材料试验机电液数字伺服同步举升系统由单出杆液压缸、2D数字伺服阀、位移传感器及数字控制器等组成,数字控制器不仅实现2D数字伺服阀的实时控制,同时也接收位移传感器反馈信号,实现阀控缸的电液数字伺服控制。建立2D阀控单出杆缸系统的数学模型,对2D阀控单出杆缸的稳定性分析和响应特性进行仿真分析。设计并制作了一体化2D数字阀和单出杆缸位置闭环控制控制器,实现了电液数字伺服控制及双缸同步控制。实验结果表明,由于反馈信号的接口电路采用了标准化设计,因此该控制器可以适用于其他物理量控制,如压力控制等。

2D数字伺服阀的阀体部分采用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转换为阀芯轴向运动，实现伺服阀液压功率放大，并利用步进电机驱动阀芯在一定的角度范围内运动实现电一机械信号的转换作用。为了保证步进电机作为电．机械转换器具有较高的响应速度和定位精度，应用DSP设计了一种嵌入式数字阀专用控制器，对其进行闭环伺服控制，保证对输入信号的连续快速跟踪，以该控制思想设计的电一机械转换器实现了对步进电机的控制，其频响达200Hz以上。为了获得2D数字伺服阀的性能，建立实验平台对阀的性能进行实验研究。实验结果表明，2D数字伺服阀具有良性的静态特性，其分辨率和滞环皆在1％以内，2D数字伺服阀同时还具有良好的动态特性，在幅值25％的最大阀开口的正弦输入信号下，对应-3dB频宽约为130Hz。

建立了2D数字阀的数学模型,对2D数字阀的由齿隙产生的滞环进行了研究和仿真分析,提出了在输入信号上叠加一高频颤振信号以减小甚至消除2D数字阀的滞环特性颤振补偿技术。利用专门的实验平台对所设计的样阀进行了实验研究。实验结果表明,采用颤振补偿技术后,当颤振幅值为25%、50%、100%齿隙量时,滞环宽度由2.2%分别降为1.7%、1.1%、0.5%。理论和实验结果均表明采用颤振技术在一定的频率和幅值的颤振信号作用下,可以减小或消除2D数字阀的滞环特性。