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二级电反馈液压阀主级速度并行反馈控制原理及其仿真与实验研究

张坤义  
【摘要】: 作为电液控制系统关键控制部件之一的液压阀,其性能决定了整个电液控制系统的性能。液压阀的结构、阀内部各个物理量之间的耦合关系以及阀比例控制器采取的控制策略都会对液压阀性能有重要影响。 在归纳了液压阀各种级间耦合方式的基础上,本文给出了各种耦合方式的原理框图,并且探讨了各种耦合方式对液压阀性能的影响。其中重点介绍了二级电信号耦合液压阀,给出了二级电信号耦合型阀的通用模型。在此基础上提出了二级电信号耦合型阀主级速度并行反馈控制策略,推导了适合于该控制策略的传递函数。 以二级电反馈液压阀4WRLE16EZ-180SJ-3X/G24ETK0-A1/M为研究对象,在弄清楚该阀工作原理的基础上,详细推算该阀各个环节的传递函数,包括先导级阀的传递函数、主级阀的传递函数以及比例控制器的传递函数等等。根据主级速度并行反馈控制策略和所推算的传递函数公式得到二级电反馈液压阀主级速度并行反馈控制系统的数学模型,借助于仿真软件Matlab7.1/SIMULINK,对本文所建立的系统模型进行阶跃响应仿真。 本文还设计了二级电反馈液压阀模拟控制系统和数字控制系统,分别通过硬件电路和软件程序实现了主级速度并行反馈控制策略。 通过实验对二级电反馈液压阀模拟控制系统和数字控制系统进行测试,本文获得了该系统的静态特性曲线和阶跃响应曲线。 仿真和实验测试结果都表明,主级速度并行反馈控制策略可以有效降低系统的最大超调量,减少系统的调整时间和振荡次数,改善二级电反馈液压阀稳定性,证明了本文所提出的主级速度并行反馈控制策略是正确的和可行的。


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