D665型先导式大流量电液伺服比例阀动态响应仿真分析
液压流量优先阀动态特性仿真研究
液压流量优先阀动态特性仿真研究郑建丰;安甫;高荣【摘要】Hydraulic flow priority valve can provide accurate flow control for system of large load change, its perfor-mance will affect the control precision and reliability of the hydraulic system. Based on the hydraulic flow priority valve with a deep understanding of the structure and working principle, according to the fault characteristics of ap-peared in the process of actual use, AMESim simulation software is used to establish the corresponding simulation model. The simulation results compared with fault testing curve, verified the simulation model is correct. Finally, op-timization design of the hydraulic flow priority valve is fulfilled through the parameter adjustment. The optimization design can provide beneficial help for hydraulic flow priority valve improvement.%液压流量优先阀可以为负载变化大的系统提供精确的流量控制,其性能好坏直接影响到系统的控制精度及可靠性.在对液压流量优先阀结构及原理深入理解的基础上,针对实际使用过程中优先阀出现的故障特征,利用AMESim仿真软件建立其仿真模型,将仿真结果与故障测试曲线对比,验证了仿真模型的正确性;通过参数调整对该液压流量优先阀进行了优化设计,给出了液压流量优先阀在设计及使用过程中的注意事项.【期刊名称】《流体传动与控制》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】6页(P31-36)【关键词】优先阀;故障特征;仿真;优化设计【作者】郑建丰;安甫;高荣【作者单位】徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司江苏徐州 221004;徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司江苏徐州 221004;徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司江苏徐州 221004【正文语种】中文【中图分类】TH137液压流量优先阀由于其优先口可以提供一个恒定的流量，用于负载变化大的油路进行精确的执行器速度控制，而且多余的流量可以通过旁通口流往第二油路进行其他执行器的控制。
大流量安全阀静、动态特性的仿真研究
M E S im
，
的
S ) 方程描述
。
即用 标 准 方 程 湍 动 能 k 及 湍 动 能 耗
、 。
液 压 元 件 设 计库 建 立 安 全 阀模 型 并 进 行 仿 真 得 出
率 e 的输 运 方 程 来 封 闭
1)
安 全 阀 在 溢 流 卸 载 过 程 中 的 阀 芯 位 移 曲线
，
，
。
从仿真
摘
要
一
种 新 型 大 流 量 安 全 阀 为研 究 对 象 分 析 其 结 构 利 用 F I U E N T 软 件 进 行 流 场 仿 真 分 析
，
，
。
。
依 据 安 全 阀 在 立 柱 系 统 中的
工
作原 理
，
采用 A
M E S im
。
液 压 元 件 设 计 库 建立 安 全 阀的 模 型 并进 行 仿 真
Байду номын сангаасv a
flo
e
r a t e
a s
r e s e a r c
h
r
o
bj e
c
s t r u c
t
o
f
v a
lv
e
a n a
ly z e d
o
，
flo
a s
f ie l d
a n
w
a s
ly z e d
o n
s
it h F I U E N T
。
Ba
s e
d
o n
s a
fe t y ft w
o u t
lv
，
一
2
2 1
先导式高速开关阀的优化设计与动态仿真
２１ ０ １年 ７月
机 Βιβλιοθήκη 电 工 程
Ｖｏ． ８ Ｎｏ ７ １２ ．
Ｊ１ ０ ｌ ｕ ．２ １
Ｊｕ ｎ ｌ ｆＭｅ ｈ ｎｃ ｌ Ｅ ｅｔ ｃ ｌＥ ｇｎ ｅｉｇ ｏ ｒａ ｃ ａ ｉａ ＆ ｌｃｒ ａ ｎ ｉｅ ｒ ｏ ｉ ｎ
先 导 式 高 速 开 关 阀 的优 化 设 计 与动 态 仿 真 术
中 图 分 类 号 ：Ｈ ３ ． ２ Ｔ １ ２ Ｔ １７ ５ ；Ｈ ２ 文献标志码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ １— ５ １ ２ １ ）７— ７９— ４ １０ ４ ５ （０ １０ ０ ８ ０
Ｏｐ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｄ ｓｇ ｎ ｙ ａ ｉ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｔｍ ｚ ｔｏ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｎ ｍ ｃ ｓｍ ｌ ｔｏ ｆ ｐ ｌ ｔ ｄ ｈ ｇ ｐ ｅ ｎ－ ｆ ａ ｖ ｉ ｅ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｏ ｏ ｖ ｌ ｅ ｏ
ｈ ｈｓｅｄｏ—ｆｖｌｅ ｉ ｉ ｉ ｖｌ ， ｎ ｅｏｊｃ ｖ ｎｔ ｎｗ ｓ ｕ ｆ ｗ ｒ ｐｉｉ ｎ ａａ ｅ ｓ ｆ ｈ ａｎｖｌｅ ｓａ ｉ ｐ ｅ ｎｏ ｖ ｔ ａｓｄ ｍａ ａｖ ａｄｔ ｂｅｔ ｅ ｕ ｃ ｏ ａ ｔｏ ａｄｔ ｏｔ ｚ ｇｐｒｍ ｔ ｅｍ ｉ ａ ．Ａ ｎ ｇ ａ ｗ ｈ ｌｅ ｎ ｅ ｈ ｉ ｆ ｉ ｐ ｒ ｏ ｍ ｉ ｅ ｏｔ ｖ
ｅａ ｌ ， ｐ ｃ ｃｐｌ ｅ ｒｅｆ ｗ ｏ —ｆｖ ｌｅ ａ ｏ ｔ ｉ ｄａ ｃｒ ｉｇ ｏ ｈ ｂ ｃｉｇ ｕ ｃｉ ．Ｉ ｏ ｅ ｖ ｌａ ｏ ｅｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｆ ｘ ｍｐ ａｓ ｅ ｉ ｉ ｔｄｌ ｇ ｏ ｎ ｏ ｖ ｓ ｐｉ ｚ ｃ ｏｄ ｅｏ ｊ ｔ ｎ ｔ ｎ ｎ ｒ ｒ ｏ ａ ｔ ｎ ｔ ｅ ｏ ｎ ｅ ｅ ｉ ｆ ｏ ａ ｌ ａ ｗ ｍ ｅ ｎ ｔｔ ｅ ｎ ｆ ｏ ｄ ｔｅ ｕ ｉ ｈ ｆｍ ｏ
电液伺服阀的动态仿真
K f 22.34N / cm ，综合刚度 Kan 626.22N.cm / rad 。 由劳斯稳定判据的计算有
K vf mf
2mf
（2-35）
将 mf 和 mf 代入上式，得到
Kvf 2mf mf 2 0.52 900 936Hz
（2-36）
取 Kvf 800Hz
，表示伺服阀频宽大小，K vf
越大，则阀的响应频率高。
上式表示为
G1 (s)
s(s2 2Biblioteka mfK vf 2mf
mf
s 1)
该系统的特征方程为
1 2
mf
s3 2mf mf
s 2 s Kvf
0
对于三阶系统，应用劳斯稳定判据有
2mf 0 mf Kvf 0
AN ——喷嘴孔面积 ——挡板转角
b ——反馈杆小球中心到喷嘴孔轴心线距离
K f ——反馈杆刚度
xv ——阀芯位移 阀芯静态力平衡方程
式中
rK p Av K f xv Kh xv
（2-21）
Av ——阀芯端面面积
阀空载流量方程
Kh ——阀芯液动力刚度
q Cdv xvW
1 ps
式中
Avp mv s 2 xv Bv sxv (Kh K f )xv
（2-27）
mv ——阀芯质量
Bv ——阀芯速度阻尼系数 联立式（2-24）、式（2-25）、式（2-26）、和式（2-27）并作适当运算，得 到如图 2-9 所示动态特性框图，它可用来初步估算阀的动态响应。
图 2-9 动态特性框图
电液伺服阀
1 电液伺服阀概述
电—液伺服阀既是电液转换元件，也是功率放大元件。它能够将输入的微 小的电气信号转换为大功率的液压信号（流量与压力）输出。根据输出液压信号 的不同。电—液伺服阀可分为电—液流量控制伺服阀和电—液压力控制伺服阀两 大类。
大流量安全阀静、动态特性的仿真研究
大流量安全阀静、动态特性的仿真研究杨国来;刘毅;赵雪阳;徐美林;方春晖【摘要】以一种新型大流量安全阀为研究对象,分析其结构,利用FLUENT软件进行流场仿真分析.依据安全阀在立柱系统中的工作原理,采用AMESim液压元件设计库,建立安全阀的模型并进行仿真,得出安全阀在溢流卸载过程中的阀芯位移曲线.从仿真结果看出,适当增加溢流孔个数有利于安全阀工作状态的稳定,为液压支架用大流量安全阎的设计提供了借鉴.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P57-60)【关键词】安全阀;FLUENT;静态特性;AMESim;动态特性;仿真【作者】杨国来;刘毅;赵雪阳;徐美林;方春晖【作者单位】兰州理工大学能动学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学温州泵阀研究院,浙江温州325105;兰州理工大学能动学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学温州泵阀研究院,浙江温州325105;兰州理工大学能动学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能动学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TH137安全阀作为保证煤矿安全生产的重要元件，在顶板受压时，为避免由于液压支架快速下沉而造成立柱压弯、压粗、爆裂及顶梁和底座箱等焊接构件开焊、断裂起着过载保护的作用。
安全阀应具有良好的静态性能和动态性能，即当支架顶板缓慢下沉时，保证液压支架具有良好的恒阻性；当顶板突然受压时，能够快速开起溢流进行卸载。
液压支架大流量安全阀的工作状态是一个瞬变的过程，因此，动态性能的优劣是能否实现有效冲击过载保护的关键。
本文以一种新型大流量安全阀为研究对象，分析其结构，利用FLUENT软件进行流场分析，依据安全阀在立柱系统中的工作原理，利用AMESim的液压元件设计库，建立安全阀模型并进行仿真，得出安全阀在溢流卸载过程中的阀芯位移曲线。
从仿真结果可以看出，适当增加溢流孔个数，有利于安全阀工作状态的稳定，为液压支架用大流量安全阀的设计提供了借鉴［1］。
先导式电液比例溢流阀的动态特性研究
上。 只要 先导 油 的压力 不 足 以使 先 导 阀芯打 开 ， 主阀 芯 上下 腔 的压力 就 相 等 ， 而 主 阀 芯保 持 关 闭状 态 。当 从
系统 压力 超 过 比例 电磁 铁 的设 定值 ， 先导 阀芯 开启 。 主
｛ ｝ ｛ ＊ ． ｝ ＋ 手｝ ｛ ｝ ｝ ｝ ｛｝ —＊ — 剞一 ＊ ＊ ＊ ＊
事 流体传动 与控 制（ 液压 ） 工程机械 、 、 在线 状态监 测与故 障诊 断方 面的教学与科研工作 。
＊ ＊ ＊ “一 ｛÷ ＊ ｛ ÷
及压 力分 布有直 接 的关 系 ； （ ）在挡板 位置 能 量 耗 散最 大 ， 能 量 损 失最 大 ２ 是
主 阀流场 的可视化 仿真 ［ ］ 武汉 科 技大 学学 报 ，０ ０ Ｊ． ２１ ，
（ ） ３ ７— ０ ． ３ ：０ ３ ９
［ ］ 王福军． ４ 计算 流体动力 学分析 ［ ． 京 ： 华大学 出版 Ｍ］ 北 清
社 ，０ ４ ２０．
［ ］ 韩 占忠 ， Ｆｕｎ 流体 工程仿 真计算 实例 与应 用 ［ ． ５ 等． ｌｅｔ Ｍ］
阀 芯上部 的压 力 由于 阻尼孔 Ｒ 的作 用而 下 降 ， 致 主 导 阀芯 开启 ， 现溢 流作 用 。 实
１ ９、 １ 压 缩 容 积 、 １．
２８油箱 、．
３ 主阀芯 ．
４ 主 阀芯 质 量 ．
５ 先导 阀芯 ． １． Ｏ 固定阻尼孔
６ 位移传感器 ．
７ 先导 阀芯质量 ． １． ３ 固定阻尼孑 Ｌ Ｒ１
处 理 ， 现 复杂 的控制功 能 。 同时 它具有 抗 污染 、 实 响应 较 快 的优 点 。在 液 压 控 制 工 程 中获 得 越 来 越 广 泛 的
电液伺服系统的动态特性模拟与分析
电液伺服系统的动态特性模拟与分析一、引言电液伺服系统是一种利用电液传动技术来实现精确控制的系统，广泛应用于工业自动化领域。
掌握电液伺服系统的动态特性对于系统的设计、性能优化以及故障诊断具有重要意义。
本文将通过模拟与分析的方法，深入探讨电液伺服系统的动态特性。
二、电液伺服系统的基本原理电液伺服系统主要由电液伺服阀、液压缸和反馈传感器组成。
系统通过电液伺服阀调节液压油的流量和压力，从而控制液压缸的运动。
反馈传感器将液压缸的位置、速度或力信号反馈给控制器，通过控制器对电液伺服阀进行控制，实现对液压缸位置、速度或力的精确控制。
三、电液伺服系统的动态特性1. 系统的传递函数为了分析电液伺服系统的动态特性，需要建立系统的传递函数。
传递函数是描述输入和输出之间关系的数学模型，通常采用拉普拉斯变换进行表示。
对于电液伺服系统，其传递函数可以通过系统的参数和结构进行求解。
2. 系统的阻尼比和固有频率电液伺服系统的阻尼比和固有频率是评价系统动态性能的重要指标。
阻尼比描述了系统在受到外部扰动时的衰减程度，固有频率表示系统自身振荡的频率。
通过调节系统的阻尼比和固有频率，可以使系统具有较好的动态响应和稳定性。
四、电液伺服系统的动态特性模拟在实际应用中，为了提高开发效率和降低成本，可以通过仿真软件对电液伺服系统的动态特性进行模拟。
常用的仿真软件包括MATLAB/Simulink、ADAMS等。
通过建立系统的数学模型、仿真负载和控制策略，可以快速评估系统的性能，并进行参数调整和优化。
五、电液伺服系统的动态特性分析除了模拟仿真，还可以通过实验方法对电液伺服系统的动态特性进行分析。
通过实测系统的输入输出响应，可以获得系统的阶跃响应、频率响应等特性。
通过对实验数据的处理和分析，可以得到系统的传递函数和动态特性参数。
六、应用案例以某型号液压舵机系统为例，通过模拟仿真和实验测试，分析系统的动态特性。
通过对模型参数的调整和控制策略的优化，实现了系统的良好动态性能，并提高了系统的控制精度和稳定性。
先导式电控变速阀设计及仿真研究
Ｊ Ｉ ＡＮ Ｇ Ｙ ｏ ｕ － ｓ ｈ ａ ｎ ，Ｊ Ｉ Ｎ Ｋ ｅ ， Ｌ Ｉ Ｘ ｉ ａ ｏ — ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｚ Ｈ Ａ Ｏ Ｊ ｉ ａ ｎ － ｊ ｕ ｎ ，ＷＥ Ｉ Ｈ ａ ｉ １ １期
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ４ ８ ５ ８ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ ２ ８
液 压 与 气动
１ ０ １
先 导 式 电控 变 速 阀设 计 及 仿 真 研 究
姜友 山，金 轲， 李晓祥 ， 赵建军 ，韦海云
本、 缩 短研 发周 期 、 提 高 设 计 的 准 确 性 等 具 有 重 要
意义 。 １ 电控变 速 阀原理
本 研究 中的 电控变 速 阀采 用 机械 调压 电控换 挡 方 式， 其 系统 原理 如 图 １ 所示。
主要从事工程机械液压及机械技术方面 的科研和生产工作 。
１ ０ ２
换 向阀先 导油 路 ， 使 对应 的换 向 阀左侧 接通 ， 主 油路油
液经 过换 向 阀后进入 前进 挡离 合器 ， 此 时， 推土 机处 于 前进 １ 挡状 态 。 当切换 到 ２挡 时 ， 图 １中下 面 电磁 阀左 位接 通 ， 先 导油 液经 过 电磁 阀 、 梭 阀后 进 入 ２挡 和 １挡 离 合 器对
域 。它 可 以在统 一 的平 台上实 现多 学科领 域 的建模 和 仿 真 。建 模 语 言采 用 Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｃ ａ语 言 ， 通 用性 强 。采 用
《先导式比例减压阀的仿真与试验研究》
《先导式比例减压阀的仿真与试验研究》摘要：本文以先导式比例减压阀为研究对象，结合仿真与试验两种手段对其工作原理和性能进行了深入探讨。
仿真部分基于先进的流体力学分析软件，构建了先导式比例减压阀的三维模型，并对压力-流量特性进行了详尽分析。
试验部分则在实际环境中进行了减压阀的性能测试，以验证仿真结果的准确性和可靠性。
一、引言先导式比例减压阀作为流体控制系统中重要的压力调节元件，其性能的优劣直接关系到系统的稳定性和可靠性。
随着流体控制技术的不断发展，对减压阀的性能要求也越来越高。
因此，对先导式比例减压阀的仿真与试验研究具有重要的理论和实践意义。
二、先导式比例减压阀的工作原理及结构特点先导式比例减压阀主要由主阀和先导阀组成。
其工作原理是通过先导阀的反馈控制，实现对主阀的开度调节，从而达到控制流体压力的目的。
结构上，该类型减压阀具有紧凑、可靠、寿命长等特点。
三、仿真研究1. 模型构建：利用流体力学分析软件，构建了先导式比例减压阀的三维模型，并对其进行了网格划分和边界条件设定。
2. 仿真分析：在设定的边界条件下，对减压阀进行了压力-流量特性的仿真分析。
通过改变输入压力和流量等参数，观察输出压力的变化情况，分析了减压阀的动态响应特性和稳态特性。
3. 结果分析：仿真结果表明，先导式比例减压阀具有良好的压力调节性能和动态响应特性。
在输入压力和流量发生变化时，减压阀能够迅速调整输出压力，保持系统稳定。
四、试验研究1. 试验准备：在实验室环境下，搭建了与仿真环境相似的测试平台，并对测试设备进行了校准和调试。
2. 试验过程：按照设定的试验方案，对先导式比例减压阀进行了性能测试。
测试内容包括压力调节范围、压力波动范围、响应时间等。
3. 结果分析：试验结果表明，先导式比例减压阀在实际应用中具有良好的性能表现。
其压力调节范围广、压力波动小、响应速度快等特点得到了充分验证。
五、仿真与试验结果对比分析通过对比仿真和试验结果，发现两者在压力-流量特性方面具有较好的一致性。
《先导式比例减压阀的仿真与试验研究》
《先导式比例减压阀的仿真与试验研究》篇一一、引言先导式比例减压阀作为一种重要的流体控制元件，在工业自动化、流体输送以及各种精密仪器设备中有着广泛的应用。
它具有结构紧凑、操作灵活、减压比例稳定等特点，是当前研究的热点。
本文将详细探讨先导式比例减压阀的仿真与试验研究，旨在为相关领域的研究与应用提供理论支持和实践指导。
二、先导式比例减压阀的工作原理与结构特点先导式比例减压阀通常由主阀、导阀以及连接两阀的机械连接和流体通道等组成。
工作原理为：当入口压力高于设定值时，导阀通过内部机械结构或电磁信号的调节，改变主阀的开启程度，从而实现对流体压力的调整和减压。
三、仿真模型的建立与分析1. 仿真模型的建立基于先导式比例减压阀的工作原理和结构特点，本文利用计算机仿真软件，建立了相应的物理模型和数学模型。
通过设置不同的参数，模拟不同条件下的工作状态，为后续的仿真分析提供基础。
2. 仿真结果分析通过对仿真结果的分析，可以得出先导式比例减压阀在不同压力、流量等条件下的工作性能。
仿真结果表明，该类减压阀具有良好的动态响应特性，能够在短时间内实现压力的稳定调整，并且减压比例稳定。
此外，通过优化设计参数，还可以进一步提高其工作性能。
四、试验研究方法与步骤1. 试验目的试验的主要目的是验证仿真结果的正确性，同时探索实际工作中的性能特点及优化措施。
2. 试验装置与方法试验装置包括压力传感器、流量计、数据采集系统等。
试验方法包括静态和动态测试两种，静态测试主要用于测量不同压力下的稳定输出；动态测试则用于测量不同时间内的响应速度和输出稳定性。
3. 试验步骤（1）准备试验装置和材料；（2）安装先导式比例减压阀并连接测试系统；（3）进行静态测试，记录不同压力下的输出数据；（4）进行动态测试，观察响应速度和输出稳定性；（5）分析试验数据，得出结论。
五、试验结果与讨论1. 试验结果通过试验测试，我们发现先导式比例减压阀在静态和动态条件下的性能表现与仿真结果基本一致。
比例分流阀的仿真分析与实验研究
比例分流 阀的仿真分析与 实验研究
任瑞 文 ’ ， 李挺璇 ， 蒋华梁 ， 陈远玲 ｚ
（ １ ． 中国船舶重－ ［ 集团公司第七 。四研究所 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ３ １ ；
２ ． 广西大学机械工程学院， 广西 南 宁 ５ ３ ０ ０ ０ ４ ）
摘 要： 提 出了一种 比例分 流阀的结构 。 通过 建模仿真和试验 测试 ， 研 究进 口流量和 负载压差对 比例分流 阀的分流误差
的影响 。 仿真 结果 与试验 结果基本 吻合 ， 进１ ： ／ 流量、 负载压 差及 其正负值 对分流误 差的大小均有 影响。 试验还表 明： 比例
分流阀在实际工作过程中， 由于内泄漏、 稳态液动力等 因素的影响， 导攀试验的分流误差值较仿真的分流误差值大。
，
（ ８ ）
Ａ ： 为右侧容腔压力作用面积 ；
Ａ 。 为人 口压力油作用在左侧 的面积 ； Ａ ： 为人 口压力油作用在右侧 的面积。
由于阀芯为对称结构 ， 所 以，
Ａｔ Ｉ ＝Ａ ２ ， Ａｔ ｔ １ ＝Ａ ｖ ｖ ２
为左侧 固定节流孑 乙 流量系数 ；
；
图 １比例 分 流 阀 的 结构 原 理 图
析了同步阀的响应时间 、 同步误差以及压力损失 等。 成凯等［ ５ １ 建立 了分流阀的数学模型 ， 从理论和实验两 １ ． １ 比例 分流 阀几个 基本 方程 方 面对分流阀静态性能展开研究 ，探讨了影响同步 （ １ ） 阀芯 的受 力平 衡 方程
ｌ ＋ （ ｏ ＋△ ） 一 Ａ” １ 一尸 ｔ ２ 一 （ ０ 一Ａ ｘ ）
，
２
＋ 尸 ｓ Ａ ｚ ＋ 一 ＝ － 鲁 口 ． ＋ ・ 鲁 口 ．
D665型先导式大流量电液伺服比例阀动态响应仿真分析
课题一：D665型先导式大流量电液伺服比例阀动态响应仿真分析班级：08级机电控制工程3班组长：沙世伟 080101010378组员：王朋超 080101020046张耀成 080101010330杨瑞安 080101010242指导老师：权凌霄俞滨（研究生）目录一、任务书————————————————2二、研究目的———————————————4三、工作原理———————————————4四、滑阀受力分析与计算——————————4五、D665型阀的数学模型——————————8六、D665型阀的仿真模型——————————11七、系统的稳定性分析———————————13八、项目心得———————————————14九、参考文献———————————————15一、任务书课题一、D665型先导式大流量电液伺服比例阀动态响应仿真分析一、研究目的采用AMESim软件仿真分析手段，通过本课题的完成，使学生对液压滑阀及电液伺服阀的相关理论进行更为深入的学习，重点掌握以下知识点：1) 滑阀受力分析；2) 两级先导式大流量电液伺服阀的工作原理；3) 两级先导式大流量电液伺服阀的动态响应分析(时域分析、频域分析)；4) 简要总结得出影响伺服阀动态特性的因素。
本课题研究内容如下：1) D665型先导式大流量电液伺服比例阀功率级滑阀受力分析计算；2) 建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀的数学模型；3) 采用AMESim软件建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀仿真模型；4) 得出该阀的时间响应曲线和频率响应曲线，得出阀的频宽。
课题研究过程如下：1) 每人结合自己的研究过程，提交课题一份研究报告，研究报告不得雷同；2) 报告完成后，组长组织成员对所有报告进行评议，并打分；3) 导师对每名学生的研究报告进行品议，并打分；4) 一份汇总研究报告和汇报PPT，完成后，向答辩委员会提交申请；5) 组织答辩，并打分。
液压伺服与比例控制系统三级项目
液压伺服与比例控制系统三级项目D665型先导式大流量电液伺服比例阀动态响应仿真分析学院：机械工程学院专业：机电控制工程一班小组成员：候加明吴金亮闫旭指导教师：权凌霄时间：2017.06.18摘要随着液压工业的发展．一般工程系统对闭环控制要求逐渐提高，而比例阀不能很好应用常运行于零位附近的位置、力控制闭环，即使在放大器中设置了阶跃信号发生器，但在性能上还是不及无零位死区的伺服阀。
同时，原来伺服阀加工精度要求高的缺陷与要求系统油液过滤精度高的矛盾逐渐淡化；对电控器来讲，处理大电流的技术水平大为提高，为使用大电流、高可靠性的比例电磁铁提供了前提条件。
在这样的技术背景下，在一般比例技术与伺服技术之间，出现了新的层面上吸收两者优势而形成的更高一级的比例阀，也常被称为电液伺服比例阀”。
伺服比例阀是采用比例电磁铁作为电一机械转换元件，而功率级滑阀又采用伺服阀的加工工艺，它是比例技术和伺服技术相结合的结果。
伺服比例阀阀芯采用伺服阀的结构和加工工艺(零遮盖阀口，阀芯与阀套之间的配合精度与伺服阀相当)，解决了闭环控制要求死区小的问题。
它的性能介于伺服阀与普通比例阀之间，但对油液的清洁度要求低于伺服阀，特别适用于各种工业场合的闭环控制。
电液伺服比例技术是将微弱的电子信号转换成大的液压功率输出，用它组成的电液伺服比例系统具有精度高、响应快、工作可靠、重量轻、高功率密度、安装方便(柔性)等特点，因而得到世界各国的重视。
在本次三级项目中，我们以D665型大流量电液伺服比例阀为研究对象，通过对比例伺服阀的功率级主阀进行受力分析，选型高响应的先导级控制阀，结合理论分析和MATLAB分析、AMESM仿真和动态特性仿真分析的方法，对高频响大流量比例伺服阀的进行了研究，为我们今后学习更多的液压知识打下基础。
关键词：比例伺服阀动态响应AMESim仿真目录一、绪论 (1)1.1引言 (1)1.2比例伺服阀国内外研究现状 (3)1.3伺服比例阀前景展望 (3)二、D660系列电液伺服比例阀 (4)2.1概念及组成 (4)2.2 D660系列伺服比例控制阀简介 (4)2.3 D660系列伺服比例控制阀优点和功能 (5)2.3.1伺服射流先导阀的优点 (5)2.3.2阀的优点 (5)2.3.3伺服射流先导阀的工作原理 (5)2.3.4多级阀工作原理 (5)三、D665型先导式大流量电液伺服比例阀功率及滑阀受力分析计算 (6)3.1稳态液动力 (6)3.2 瞬态液动力 (7)3.3滑阀的驱动力 (8)四、建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀的数学模型 (9)4.1 电液伺服阀的方块图 (9)五、采用AMESim软件建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀仿真模型 (12)六、结论 (17)七、心得体会 (17)一、绪论1.1引言电液比例阀是针对伺服控制存在的诸如功率损失、对液压油过滤要求高、制造和维护费用高、而它提供的快速响应性在一般工业设备中又往往用不着的情况，是在传统开关阀的基础上发展起来的。
先导式高速开关阀的优化设计与动态仿真
先导式高速开关阀的优化设计与动态仿真孔晓武;阮晓芳【摘要】针对一种主阀为滑阀结构的先导式大流量高速开关阀控制腔面积的优化设计问题,首先对主阀芯进行了动力学分析,得到先导阀与主阀之间参数匹配的优化目标函数,依据该目标函数对一个具体的先导式大流量高速开关阀的控制腔面积进行优化设计.为验证理论优化的结果,基于AMESIM平台建立了该先导式大流量高速开关阀的精确仿真模型,通过动态仿真对控制腔面积进行优化,所得结果与理论分析优化的结果基本一致.研究结果表明,主阀芯换向时间与控制腔面积之间为非单调关系,存在一最佳控制腔面积使主阀换向时间最短.%Aiming at optimization design on the control area of a piloted high speed on-off valve, dynamic analysis was performed to a piloted high speed on-off valve with a slide main valve, and the objective function was put forward to optimizing parametes of the main valve.As an example, a specific piloted large flow on-off valve was optimized according to the objecting function.In order to evaluation the performance of the optimized valve, a precision simulation model was established by AMESIM.Empirical method was applied to optimize the parameters of main valve based on the simulation model.The results obtained by simulation are consistent with the theory analyzed results.The results indicate that there exists an optimum control area with which the shortest switching time of main spool could be achieved.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2011(028)007【总页数】5页(P789-792,797)【关键词】先导式;高速开关阀;优化设计;动态仿真【作者】孔晓武;阮晓芳【作者单位】浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江广播电视大学信息与工程学院,浙江,杭州,310030【正文语种】中文【中图分类】TH137.52;TH1220 引言高速开关阀做为流体控制元件具有如下优点:易于加工、开关速度快、抗油液污染能力强。
比例伺服阀静动态特性仿真建模_沈伟
3
3． 1
仿真建模
阀芯动态仿真建模 本文针对美国摩格（ MOOG ） 公司的 D633 / D634 系列比
例伺服阀进行仿真建模 。 如果采用式（ 1 ） 作为阀芯动态仿真模型的参照， 一旦参 数确定， 阀芯动态的幅频特性和相频特性也就固定 。 这与比 例伺服阀样本中阀幅相频特性曲线随着输入信号的幅值变 化而不同有很大区别。为了克服上述的缺陷， 文中采用与文 4］ 献［ 类似的方法建立比例伺服阀阀芯动态的仿真模型， 如 图 2 所示。其本质是一个带有延迟和饱和的二阶振荡环节 。
A s1 （ x 珋 v） = A2 t （ x 珋 v） = A s2 （ x 珋 v） = A1 t （ x 珋 v） =
{ { { {
k1 x 珋 v 0
0≤x 珋 v ≤1 －1≤x 珋 v ≤0 0≤x 珋 v ≤1 －1≤x 珋 v ≤0
k1 t x 珋 v 0
－1≤x － k1 x 珋 珋 v v ≤0 0 0≤x 珋 v ≤1 （ 5） 4． 2
很多仿真软件已经将丰富的数学模型进行封装在运用仿真的方法对机电液以及热力学系统进行研究的过程中人们不再着重于具体的数学模型而是关注于模块的输入输出参数和特征参数?
第 32 卷
第 02 期
计
算
机
仿
真
2015 年 02 月
文章编号： 1006 － 9348 （ 2015 ） 02 － 0236 － 05
槡 p －p = C A （x ） 珋 槡ρ
d s2 v
— 237 —
饱和值为 L a 。延迟时间、 两个饱和值都是待定参数， 和函数， 需要运用第 4 节中的优化方法确定 。 3． 2 静态特性仿真建模 D633 / D634 的产品样本
比例伺服阀静动态特性仿真建模
比例伺服阀静动态特性仿真建模
沈伟;崔霞
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2015(32)2
【摘要】建立准确的比例伺服阀静动态特性仿真模型,对研究液压伺服系统具有重要的意义.由于比例伺服阀的静动态特性随输入信号的幅值变化而变化,难以用单一数学公式准确表达,而且样本所提供的性能数据往往有限,给比例伺服阀准确的仿真建模带来不便.以产品样本为依据,利用比例伺服阀仿真建模的方法,首先建立了比例伺服阀详细的数学模型,通过对产品样本的分析,分析了比例伺服阀静动特性的组成形式;利用MATLAB软件,建立了仿真模型;将仿真结果性能曲线数据化,并运用仿真模型中相关参数进行了辨识.仿真结果表明,模型的幅相频曲线和流量曲线与产品样本上的性能参数基本一致;说明仿真建模的方法是可行的.
【总页数】5页(P236-240)
【作者】沈伟;崔霞
【作者单位】上海海洋大学工程学院,上海201306;上海师范大学天华学院,上海201815
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.通径6mm正开口2D数字伺服阀静动态特性研究 [J], 左强;吕敏健;阮健;李胜;朱何
2.电液伺服阀静动态特性CAT和故障诊断应用 [J], 肖凯鸣;白志大
3.基于虚拟仪器的电液伺服阀静动态特性测试 [J], 王益群;王燕山;姜万录
4.比例电磁铁静动态特性检测系统设计 [J], 柳静;吴超海;马宁;杨海龙
5.电液伺服阀静动态特性及其远程测控系统研究 [J], 刘建;宋嗣海;王益群;佟海侠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大流量伺服阀动态测试系统开发
大流量伺服阀动态测试系统开发
方大磊
【期刊名称】《流体传动与控制》
【年(卷),期】2017(000)006
【摘要】随着工业技术的快速发展,伺服控制系统应用愈加广泛,伺服阀作为其中的关键部件,其性能的好坏对于整个控制系统尤为重要,然而伺服阀的动态性能测试是研制和使用中不可缺的一个关键环节,在伺服阀技术突飞猛进发展的同时,客观上要求与之相关的测试技术也要进一步的发展和完善.介绍了大流量伺服阀的测试方法,并研制出一套完全由计算机完成的测试系统,上位机采用LabVIEW2013作为程序开发平台,试验台架可以测大流量系列的电液伺服阀(动态)性能.经实际测试,验证了本测试系统的合理性和可靠性.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】方大磊
【作者单位】中船重工七O四研究所(海岳液压)上海 200030
【正文语种】中文
【中图分类】TH137
【相关文献】
1.双轴转子系统动态测试系统开发及应用 [J], 王志;栾忠权;马超
2.基于MCGS组态软件的电液伺服阀性能测试监控系统开发 [J], 郭虹;卞军;李艳杰
3.高压电-气流量伺服阀压力-流量特性分析 [J], 余祖耀;李小培;李锦云;李宝仁
4.伺服阀动态测试油缸尺寸设计 [J], 何汉林
5.基于位移测量的电液伺服阀动态测试方法 [J], 汪首坤;王军政;李金仓
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课题一：D665型先导式大流量电液伺服比例阀动态响应仿真分析
班级：08级机电控制工程3班
组长：沙世伟 080101010378
组员：王朋超 080101020046
张耀成 080101010330
杨瑞安 080101010242
指导老师：权凌霄俞滨（研究生）
目录
一、任务书————————————————2
二、研究目的———————————————4
三、工作原理———————————————4
四、滑阀受力分析与计算——————————4
五、D665型阀的数学模型——————————8
六、D665型阀的仿真模型——————————11
七、系统的稳定性分析———————————13
八、项目心得———————————————14
九、参考文献———————————————15
一、任务书
课题一、D665型先导式大流量电液伺服比例阀动态响应仿真分析
一、研究目的
采用AMESim软件仿真分析手段，通过本课题的完成，使学生对液压滑阀及电液伺服阀的相关理论进行更为深入的学习，重点掌握以下知识点：
1) 滑阀受力分析；
2) 两级先导式大流量电液伺服阀的工作原理；
3) 两级先导式大流量电液伺服阀的动态响应分析(时域分析、频域分析)；
4) 简要总结得出影响伺服阀动态特性的因素。
本课题研究内容如下：
1) D665型先导式大流量电液伺服比例阀功率级滑阀受力分析计算；
2) 建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀的数学模型；
3) 采用AMESim软件建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀仿真模型；
4) 得出该阀的时间响应曲线和频率响应曲线，得出阀的频宽。
课题研究过程如下：
1) 每人结合自己的研究过程，提交课题一份研究报告，研究报告不得雷同；
2) 报告完成后，组长组织成员对所有报告进行评议，并打分；
3) 导师对每名学生的研究报告进行品议，并打分；
4) 一份汇总研究报告和汇报PPT，完成后，向答辩委员会提交申请；
5) 组织答辩，并打分。
四、提交形式
1) 个人研究报告；
2) 汇总研究报告；
3) 汇报PPT
二、研究目的
采用AMESim软件仿真分析手段，通过本课题的完成，使学生对液压滑阀及电液伺服阀的相关理论进行更为深入的学习，重点掌握以下知识点：
1) 滑阀受力分析；
2) 两级先导式大流量电液伺服阀的工作原理；
3) 两级先导式大流量电液伺服阀的动态响应分析(时域分析、频域分析)；
4) 简要总结得出影响伺服阀动态特性的因素。
三、工作原理
（1）伺服喷嘴挡板先导阀工作原理
伺服射流管先导阀主要由力矩马达、喷嘴挡板和接收器组成。
当线圈中有电流通过时，产生的电磁力使挡板偏离中位。
这个偏离和特殊形状的喷嘴设计使得当挡板偏向一侧时造成先导阀的接收器产生偏差。
此压差直接导致阀芯两侧驱动力产生偏差，推动主阀芯产生位移。
先导阀的泄漏油通过喷嘴环形区域处的排出通道流回回油口。
（2）多级阀工作原理
主阀芯的位置闭环控制是由阀内控制电路来实现的。
一个电气指令信号作用于集成电路位置控制器并由此来驱动阀线圈。
位置传感器通过震荡器测出主阀芯实际位移。
此信号被解调并反馈至控制器与指令信号相比，得出的偏差信号驱动先导级从而使主阀芯产生位移，直至指令信号与反馈信号之间偏差为零。
由此得到主阀芯位移与指令电信号成正比。
四、D665型先导式大流量电液伺服比例阀功率级滑
阀受力分析计算
操纵滑阀阀芯运动需要先后克服各种阻力，其中包括：阀芯质量的惯性力，阀芯与阀套间的摩擦力，阀芯所受的液动力，弹性力和任意外负载力。
（一）作用在滑阀阀芯上的液动力
液动力分为稳态液动力和瞬态液动力
1）、稳态液动力
由动量定理求得稳态轴向液动力为
=
v=
为速度系数，=0.98
通过理想矩形阀口的流量为
q=W
为流量系数
联立有=2W=
为稳态液动力刚度，=2W
对于理想滑阀，射流角=，取=0.61
有=0.43W
对于零开口四边滑阀的稳态液动力有
（）
于空载时（）达到最大值
=
全周开口，阀芯直径d==6.5 cm
W=d=20.42cm
=0.43
=16598.16N
稳态液动力的方向总是指向使阀口关闭的方向。
2)、瞬态液动力
由动量变化得瞬态液动力有
= m==
=
对于零开口四边滑阀来说
=（）
知82.5-41.3=41.2 mm
=114.3-82.5=31.8 mm
=41.2-31.8=9.4 mm
其中为负阻尼长度，正阻尼长度
=9.4
=108N
瞬态液动力的方向始终与阀腔内液体的加速度方向相反，据此可
以判断瞬态液动力的方向。
3)、滑阀的驱动力
根据阀芯运动时的力平衡方程式，可得阀芯运动时的总驱动力
= +()+
阀芯与阀套间的粘性摩擦系数
——任意负载力
有
850+77806
+7780=4.9 Kg
则稳态液动力刚度，=3.9N/m
五、建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀的数
学模型
图1、电液伺服阀的方块图
由该题目中反馈环节型式为位移电反馈可知，上面方块图中的力反馈环节应用惯性环节代替转换为位移反馈通道，并且反馈环节应该去掉。
那么，可以计算得到传递函数为
其中，有
为避免伺服放大器特性对伺服阀特性的影响，通常采用电流负反馈伺服放大器，以控制线圈回路的转折频率很高，则近似等于0，则力矩马达小闭环的传递函数为
（s）=
式中为衔铁挡板组件的固有频率，=
为由机械阻尼和电磁阻尼产生的阻尼比，
=
对位移反馈回路进行化简有
滑阀的固有频率很高，，故滑阀动态可以忽略。
图2、简化后的位移反馈回路方块图
则位移反馈回路的开环传递函数为
G(s)H(s) =
式中为位移反馈回路开环放大系数，
位移反馈回路的稳定条件为处的谐振峰值不能超过零分贝线，
即<2
六、采用AMESim软件建立D665型先导式大流量电
液伺服比例阀仿真模型
通过样本，查询得到D665型大流量电液伺服比例阀的各项参数，利用AMESim软件搭建符合题目要求的液压系统图，设定参数后，进行仿真，得到所需的时域曲线和频域曲线。
图3 利用AMESim搭建的闭环系统图
系统搭建完进行参数设置后，通过调节PID中的各项参数来调节本系统的曲线走向，可以得到各项曲线。
时域曲线：
位移曲线
频域曲线：根据开环系统得出
8
伯德图
则由此可以得出：频宽为=6.42Hz
幅值穿越频率为5.21Hz
相角裕度为32.7度
相角穿越频率为15.62Hz
幅值裕度17.03dB
七、系统的稳定性分析
(1) 先导级小球磨损，对于位置控制系统，三级电液伺服阀基本工作在零位，
小球与阀芯基本为点接触，久而久之，小球磨损形成的非线性特性会影响三级电液伺服阀的稳定性的现象，只有更换三级电液伺服阀先导级小球才能解决。
(2) 主阀常见的问题是阀芯凸台棱边的磨损，即阀芯台阶的直角边被磨钝，
造成内泄漏增大，压力增益降低，阀分辨率降低，系统误差增大。
误差过大时也会造成三级电液伺服阀的控制精度超差，形成广义不稳定现象，使伺服系统表现出振荡。
在磨损不严重、增益降低不大的情况下可调高伺服放大器增益，必要时需要配合PID调整，将误差调至正常范围。
(3) 三级电液伺服阀先导级被脏物堵塞时，会降低先导级增益，引起误差增
大，形成广义不稳定，需要彻底清洗整台阀。
除了自身的因素外，还有外界的影响，比如管道效应、元件组合不合理、机构弹性的影响、压力控制阀引起的不稳定等，这些都可以使三级电液伺服阀表现出不稳定。
八、项目心得
通过本次项目的实际操作，对课本的知识有了更深一步的理解，初步了解了如何将本科的实际理论知识运用到实际中去。
我们也对滑阀、喷嘴挡板阀和一些先导阀的内部结构，工作原理有了进一步的理解，学会了如何对滑阀进行受力分析，对在计算过程中需要注意的地方也明确了许多，例如：明确了如何确定阻尼长度。
在项目的过程中，也知道了如何利用已有产品的样本解决问题，会初步使用样本，对以后的工作打下了一定基础。
还有，在建立系统的数学模型的时候，对方块图和传递函数的建立有了一定掌握，也掌握了一定的简化传递函数的算法。
在数学模型建立后，通过课本上的知识，可以对自己做的系统进行稳定性分析，当然还不是很熟练，也有些问题不明白。
同时，在用AMEsim进行仿真时，学会了如何搭建系统，在老师的指导下学会了怎么进行系统的参数设置，但是，还不能熟练运用，所以对一些参数进行设置时仍不知所措，以至于未能得出能够满足系统的所有稳定图线，所以仍需要继续学习，进一步加强自身。
九、参考文献
【1】王春行.液压控制系统.机械工业出版社.2010
【2】孔祥东.王益群.控制工程基础.机械工业出版社.2008
【3】付永领.祁晓野.AMESim系统建模与仿真.北京航空航天大学出版社.2006
【4】刘小初.叶正茂.韩俊伟.肖林.基于AMESim软件的三级电业伺服阀建模与仿真.机床与液压.2008。