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《浙江大学》 2005年
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直动式电液伺服阀关键技术的研究

李其朋  
【摘要】:电液伺服控制系统以其控制精度高、响应速度快、抗负载刚性大等优点,在航空航天领域如导弹、火箭等的模拟加载装置,冶金领域如纠偏机构、张力控制机构,军事领域如火炮控制机构,工程机械领域如推土机、压路机等都有着广泛的应用。电液伺服阀作为电液伺服控制系统的核心部件,其作用是将输入的小功率电信号精确快速的转换为大功率的液压能输出,其性能优劣直接决定着电液控制系统的性能。直动式电液伺服阀因其具有结构简单、响应快、抗污染能力强、可靠性高、无先导级泄漏、特性不受供油压力影响等性能优点,已经成为流体传动与控制领域的一个重要发展方向和竞争焦点。提高电液伺服阀的性能指标,有助于改善电液伺服控制系统的控制特性,有益于更好地满足日益提高的市场需求,进而推动流体传动及控制技术的发展。 论文以直动式电液伺服阀的关键技术为研究对象,在综合国内外文献的基础上,提出了永磁极化、差动磁通驱动、动铁式、耐高压双向电-机械转换器的新结构,通过理论分析和磁场的有限元计算,确定了各结构参数间的匹配关系,实验结果表明该电-机械转换器的线性工作范围±1mm,最大驱动力为±60N,滞环小于2%,幅频宽达到160Hz。针对目前阀用电感式传感器的频响有限,已难满足高频响电液伺服阀的要求,本论文还提出了耐高压阀用电涡流位移传感器的新结构,并就电涡流传感器易温度漂移的技术难点,在理论分析基础上,提出采用无感线圈进行温度补偿的新方法,仿真和实验结果表明,该位移传感器的测量量程为8mm,精度为0.5%,20~90℃测量范围内温升引起的测量偏差由未补偿时的12%降低到0.7%,频响高,能够满足高频电液伺服阀的性能要求。基于耐高压双向电-机械转换器和耐高压电涡流位移传感器,本论文研制了不带位移反馈以及带位移反馈的直动式电液伺服阀的新结构,仿真探讨了其结构参数与其输出特性的内在关系,实验研究了直动式电液伺服阀的输出特性,实验结果表明,该直动式电液伺服阀的额定压力为21MPa,额定流量为60L/min,额定电流为±2A,滞环小于7%(不带位移反馈),幅频宽达到100Hz(10%额定流量@-3dB)。 有关各章内容分述如下: 第一章,在综合国内外文献的基础上,介绍了电液伺服阀的发展历史,从新结构和新材料两个角度论述了国内外电液伺服阀的研究动态,重点介绍了电液伺服阀的工作原理和性能指标;介绍了伺服阀相关技术,包括冷却技术、位移反馈技术以及液动力补偿技术的进展,总结出电液伺服阀的若干发展趋势。 第二章,介绍了传统型和新材料型两类电-机械转换器的作用、分类及工作原理,并进行了性能比较;分析讨论了单向比例电磁铁的输出特性及工作机理,深入探讨了其结构参数与其输出特性的关系及作用规律;在此基础上,提出了永磁极化式双向电-机械转换器,并就其关键技术包括永磁材料、软磁材料、衔铁支承以及激励线圈等给以了分析讨论。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH137

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【引证文献】
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1 施江天;罗士军;徐杰;付玉林;;特种车辆救援机械手电液伺服控制系统仿真[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
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【参考文献】
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【共引文献】
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1 梁轶瑞;铁磁类材料若干多场耦合行为的实验研究[D];兰州大学;2010年
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4 聂勇;新型可编程电液比例控制器关键技术研究[D];浙江大学;2010年
5 谢燕;飞船返回舱着陆冲击缓冲座椅系统改进设计研究[D];国防科学技术大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王东军;柴油机调速电磁执行器设计与测试研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 马彪,孙宪林,剧引芳;车辆自动换档离合器缓冲控制方法分析[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1996年02期
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8 王传礼;基于GMM转换器喷嘴挡板伺服阀的研究[D];浙江大学;2005年
9 高红;溢流阀阀口气穴与气穴噪声的研究[D];浙江大学;2003年
10 刘振军;基于人—车—路环境下的汽车电控机械自动变速智能控制研究[D];重庆大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张诚;磁流变阻尼器的滞回动力学研究[D];杭州电子科技大学;2011年
2 张克余;磁流变阻尼器的滞回动力学模拟与控制研究[D];杭州电子科技大学;2011年
3 孙树鑫;离心通风机防喘振智能控制系统研究[D];兰州理工大学;2011年
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5 周剑;AV80-16鼓风机组检测及控制系统设计[D];中国石油大学;2011年
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7 袁锐波;电液比例施力控制系统的设计及动态特性研究[D];昆明理工大学;2001年
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【二级引证文献】
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7 李玲珑;霍良青;张奇峰;孙斌;;伺服放大器设计与仿真分析[J];自动化仪表;2012年12期
8 李健锋;吴张永;;电液伺服阀测试误差分析[J];液压气动与密封;2013年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵江辉;比例阀用比例电磁铁控制系统的研究与设计[D];太原理工大学;2011年
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9 马建伟;精密电液伺服阀几何因素与性能指标映射关系研究[D];大连理工大学;2011年
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4 郑海君;软岩特性研究及其对边坡影响的敏感性分析[D];成都理工大学;2005年
5 武芸;大比例土—桩基—框架模型动力相互作用试验模拟分析[D];湖南大学;2005年
6 郭庆锟;钛管凝汽器腐蚀规律及可调式牺牲阳极阴极保护研究[D];中国海洋大学;2005年
7 杨喜来;Powerformer电磁设计及参数的有限元计算[D];哈尔滨理工大学;2005年
8 吴瑜锟;高路堤新型支挡结构的原形观测及数值分析[D];湖北工业大学;2005年
9 刘炎;几种工程化光纤光栅传感器的研制及其工程应用研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 袁利军;300MW机组中压缸启动热应力计算与启动优化[D];华北电力大学(河北);2006年
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