基于径向基函数神经网络算法的高频转阀阀芯稳定性

针对伺服电机驱动高频转阀时受液动力矩变化影响造成高频输出精度下降的问题,以液压马达作为动力源,提出一种基于径向基函数神经网络算法的转阀阀芯转速控制策略。首先,搭建高频转阀阀芯转速控制系统的数学模型;其次根据数学模型在MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型,对不同算法作用下阀芯转速控制特性进行仿真分析;最后建立高频转阀转速控制系统实验台,对不同算法作用下阀芯转速控制特性进行实验研究和理论验证。结果表明:与常规PID控制方法相比,基于径向基函数神经网络的高频转阀转速控制策略转速控制系统阶跃响应所需调整时间最少为0.16 s,超调量小;三角波与正弦波转速跟踪误差均值下降最大值分别为46.51%、53.69%;6 MPa、10 MPa下,转速稳态误差均值分别下降34.92%、38.26%。径向基函数神经网络算法有效提高了高频转阀阀芯转速控制精度。

2D高频转阀液动力矩研究

2D高频转阀是利用阀芯双自由度运动而设计的一种转阀，阀芯高速旋转时，阀口油液流速的变化对阀芯会产生周期性的液动力矩，干扰阀芯的正常驱动，甚至影响2D高频转阀的正常工作。对不同结构阀芯的2D高频转阀阀腔流场进行了数值计算，研究阀芯结构变化对阀芯沟槽流体近壁平均压力、近壁平均流速和阀芯液动力矩的影响，研究结果表明3号和4号阀芯单元结构布局合理，且阀芯沟槽底面高度h越大，液动力矩变化越平稳，阀口流量越大。

双自由度高频转阀轴向液动力研究

简化双自由度高频转阀结构,设计了3组沟槽数阀芯单元,当阀芯转速一定时,对阀腔流场进行数值计算,研究阀芯台肩沟槽数变化对阀芯轴向受力壁面近壁平均压力和阀芯轴向液动力的影响。研究表明,在阀口即将关闭时,阀芯台肩沟槽数越多,阀芯受到轴向液动力越大,且阀口流量波形也出现相位偏移。研究结论在对转阀阀芯结构优化、减小轴向液动力作用和提高转阀可靠性方面有参考意义。

立式电液疲劳试验机动态特性研究

电液疲劳试验机以其输出载荷大,在工程疲劳低频试验中广泛应用,但受到传统电液伺服阀频宽的限制,电液疲劳试验机的试验频率一直无法有效提高。2D高频转阀是一种阀芯可以轴向滑动和周向转动的双自由度转阀,具有高频响、大流量等特点。采用2D高频转阀控制单出杆液压缸疲劳试验方案,可以有效提高电液疲劳试验机试验频率;为了解决高频载荷幅值衰减问题,提出谐振疲劳试验的解决方案。基于模态理论对谐振工况时电液疲劳试验机上下夹头的位移方程进行解析求解,并建立仿真模型,用该模型对数学型模进行验证。研究表明:采用2D高频转阀控制单出杆液压缸解决方案实现谐振式电液疲劳试验是可行的,研究结果对后期实验研究具有指导意义。

基于AMESim的两自由度高频激振转阀的仿真研究

传统的伺服阀大部分都是滑阀式,虽然控制精度高、性能稳定,但其工作频宽有限,难以满足高频大流量液压系统的需求。为此,提出一种两自由度的高频激振转阀。首先介绍其结构与工作原理,并根据流体连续性方程、阀口流量方程等理论推导出转阀的数学模型和提出提高激振频率的方法。然后采用AMESim建立高频激振转阀的仿真模型,分析系统压力、系统流量和阀口面积的影响,发现转阀阀口的流量与压力都跟随系统压力和阀口面积的增大而提高,但两者都不受系统流量的影响。