电液伺服阀优化设计

【摘要】：电液伺服阀是电液伺服系统的重要组件，在现代自动控制系统中得到日益广泛的应用。电液伺服阀的性能会直接影响整个系统的性能，为了获得良好的稳定性能和快速性，有必要对电液伺服阀进行优化，进一步提高其性能，以满足工程控制中的要求。传统方法在进行动态设计时，只是凭着经验改变某些参数，带有很大盲目性，设计过程较长。事实上，阀的动态特性不是和阀的某一个参数有关系，而是和阀的许多参数以及这些参数的不同组合有关系。应用优化理论对伺服阀进行优化设计，再结合经验，可以在很大程度上缩短设计过程。 论文介绍了电液伺服阀分类，着重介绍了双喷嘴挡板式电液伺服阀的组成与工作原理、电液伺服阀的性能特点；建立了双喷嘴挡板式电液伺服阀的非线性数学模型，并根据实际情况对模型进行了适当简化；根据设计要求完成了国产双喷嘴挡板式电液伺服阀静态参数的设计计算，并用MATLAB GUI完成了其静态参数设计计算的软件，实现了双喷嘴挡板式电液伺服阀静态参数设计计算，通过GUI和手动计算结果比较，GUI计算的结果符合实际情况，满足工程要求； 在阀的静态设计的基础上，根据提高伺服阀频宽和稳定性的要求，通过选取目标函数和优化参数、确立约束条件、建立优化模型，利用多目标优化设计方法，对影响力反馈式电液伺服阀性能的8个重要参数进行优化，从而在保证伺服阀稳定的前提下增加伺服阀的频宽，即提高伺服阀的快速性。 论文选取国产的QDY电液伺服阀进行参数优化，仿真结果表明：经过优化后伺服阀的频宽有了大幅提高，相角和幅值裕度比优化前有明显改善。与优化前相比，电液伺服阀的稳定性和快速性都得到了不同程度的提升。