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基于GMM转换器的两级电液伺服阀的机理研究

程霞  
【摘要】:超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material, GMM)是一种新型的功能材料,具有磁致伸缩应变大、响应速度快、输出力大等优异的性能,使之成为高科技领域的研究热点,其相应的理论及应用研究正日益广泛,各种相关的应用器件正被世界各地的研究者开发出来。 论文充分利用超磁致伸缩材料的优异性能,设计了一种阀用电-机转换器(Giant Magnetostrictive Actuator, GMA),并对其进行了静动态理论分析,建立其数学模型进行动态仿真分析,仿真结果显示GMA阶跃上升时间Tr为0.8ms,稳态输出力F为1832N,表明GMA具有响应速度快、输出力大等显著的特点。 基于GMA的众多优点,论文以提高传统电液伺服阀的频宽、响应速度等动态特性为指导思想,利用GMA取代传统电液伺服阀中的力矩马达,设计了一种新型的力反馈式电液伺服阀的实现方案和具体结构,并给出了具体的结构参数设计理论;同时还建立了GMM电液伺服阀的数学模型与动态仿真模型,通过一组原始数据对阀进行了参数设计及仿真研究,并将GMM电液伺服阀与传统电液伺服阀的仿真结果相比较。结果显示,对GMM电液伺服阀,其相位裕度γ=85.6°,幅值裕量Kg=23.5dB,幅频宽ωb=472.6Hz,同等条件下,传统电液伺服阀的相位裕度γ=83.2°,幅值裕量Kg=9.26dB,幅频宽ωb=134.3Hz。可见,利用超磁致伸缩材料研制的电液伺服阀响应更快、精度更高、稳定性更好。 图[40]表[6]参[73]


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