高速开关阀自适应可调双电压控制器性能研究

针对目前高速开关阀控制器存在驱动电压幅值不可调、驱动电压不稳定、体积大等问题,提出一种自适应可调双电压控制器。首先,为了降低控制器输入电压波动对输出驱动电压精度的影响,提出一种融合低压差线性稳压技术和电压闭环的稳压方法,将输出电压稳态误差控制在0.1 V以内。其次,通过实验辨识法研究供油压力与临界启闭电压的动态映射关系,以获取自适应系数,并将其作为电压控制脉冲宽度调制占空比,进一步借助低通滤波技术实现自适应电压的平均值输出。最后,采用双稳态并联降压电路和双面电路拓扑优化方法,来缩小控制器体积尺寸,并实现散热效率最大化。结果表明,自适应可调双电压控制器可以同时驱动四个高速开关阀,且工作频率达到100 Hz以上,线性占空比区间为0.3~0.7,具有高动态、低功耗、强扩展性等优势。

数字先导燃油计量滑阀无模型滑模控制研究

为提高传统电液伺服阀先导驱动燃油计量滑阀结构的可靠性与动态性能,提出一种数字阀阵列和节流孔组合先导驱动燃油计量滑阀的新构型。在深入分析燃油计量滑阀工作原理基础上,搭建其非线性数学模型,并基于滑阀位移实测数据对数字阀的流量系数进行辨识。不同占空比脉宽调制(PWM)信号下的阀芯位移仿真与实验结果基本一致,验证了模型的准确性,同时揭示了阀芯位移的振荡规律。幅频特性测试结果表明,该燃油计量滑阀在跟踪±50%全行程时的-3 dB幅频宽达到16.5 Hz。进一步地,提出一种不依赖于对象模型的无模型滑模控制算法,结果表明,在跟踪轨迹x=4.5sin(2πt)时,与PID控制相比,无模型滑模控制器的最大误差、平均误差以及误差的标差分别减少45.1%,15.4%,23.3%。

再制造毛坯损伤周围剩磁信号分布可视化研究

对再制造毛坯的损伤程度开展无损检测评估具有重要意义,直接影响后续的再制造工艺制定与修复质量。文章基于金属磁记忆无损检测技术,提出了一种剩磁扫描方法,可以将再制造毛坯伤周围的剩磁信号分布换成更加直观的二维图像。剩磁扫描检测结果表明,损伤周围的剩余磁场畸变程度会随着缺陷尺寸的增大而增大;孔状缺陷附近的磁场梯度脊线呈45°相交,通过对钻头切削的受力分析,表明钻孔过程中材料的位错滑移带及其残余应力主要沿着45°方向分布;通过设置阈值,可以从分布图中提取出剩磁信号较高的区域轮廓。经计算,剩磁信号大于阈值的区域尺寸与实际损伤尺寸误差不超过10%。

基于磁探针技术的结构钢背部缺陷检测

压力容器内壁长期承受高温、高压、腐蚀性介质的作用,易产生裂纹、气孔、腐蚀等缺陷,因此需要对其内壁缺陷开展无损检测与评估。采用磁探针方法,在外加励磁场的作用下,对含有不同尺寸背部缺陷的结构钢试样进行检测,分析检测线上不同区域的磁滞回线,初步提取剩磁B_(r)和矫顽力H_(c)来反映缺陷大小。结果表明,缺陷附近的信号会产生明显的波谷特征,并且波谷宽度随着缺陷尺寸的增加而增加。为了进一步准确检测结构钢背部缺陷,笔者提出面积比S_(r)这一特征值,并与背部缺陷尺寸大小建立了较好的线性关系。该研究结果可以为磁探针法检测压力容器内部缺陷提供指导。