Investigation into the Independent Metering Control Performance of a Twin Spools Valve with Switching Technology-controlled Pilot Stage

In hydraulic area,independent metering control(IMC)technology is an effective approach to improve system efficiency and control flexibility.In addition,digital hydraulic technology(DHT)has been verified as a reasonable method to optimize system dynamic performance.Integrating these two technologies into one component can combine their advantages together.However,few works focused on it.In this paper,a twin spools valve with switching technologycontrolled pilot stage(TSVSP)is presented,which applied DHT into its pilot stage while appending IMC into its main stage.Based on this prototype valve,a series of numerical and experiment analysis of its IMC performance with both simulated load and excavator boom cylinder are carried out.Results showed fast and robust performance of pressure and flow compound control with acceptable fluctuation phenomenon caused by switching technology.Rising time of flow response in excavator cylinder can be controlled within 200 ms,meanwhile,the recovery time of rod chamber pressure under suddenly changed condition is optimized within 250 ms.IMC system based on TSVSP can improve both dynamic performance and robust characteristics of the target actuator so it is practical in valve-cylinder system and can be applied in mobile machineries.

正负脉冲电压驱动的电磁螺纹插装阀动态特性分析

提出了一种基于PWM技术的正负脉冲电压控制策略,用于提高锥阀式电磁螺纹插装阀启闭动态响应速度,使其满足数字液压技术的要求。在分析电磁螺纹插装阀结构和工作原理基础上,建立了电磁螺纹插装阀的数学模型,并在AMESim软件中搭建电磁螺纹插装阀及其测试系统的多物理场耦合建模,研究不同正负脉冲电压持续时间条件下电磁螺纹插装阀线圈电流、阀芯位移、电磁力的变化规律,确定了电磁螺纹插装阀响应速度最快时正负脉冲电压控制策略的最优控制参数。利用半实物仿真系统搭建SCV硬件在环测试实验台,对所提正负脉冲控制策略进行验证。实验表明,与常规电压控制策略相比,当正负脉冲电压控制策略中正负脉冲电压持续时间都为10 ms时,电磁螺纹插装阀的开启时间由30 ms缩短到13.5 ms,其关闭时间由139 ms缩短到14 ms。研究结果为电磁螺纹插装阀的高响应化和数字液压技术的发展提供参考。

特高压阀侧套管数字孪生系统集成设计方法

提出了一种数字孪生系统的集成设计方法,以满足真实工况下的实际应用。首先,分析了阀侧套管数字孪生系统的功能需求并构建了数字孪生系统框架结构;其次,基于系统框架结构的功能模块设计研发了对应的实现方法;最后,用一起阀侧套管数字孪生系统的应用对该方法进行了展示和验证。所提方法为数字孪生系统的实际应用提供了一种设计思路,可以为电网的数字化转型提供实用而有效的解决方案。

数字液压阀控系统中压力脉动试验

压力脉动主动抑制是提升数字液压阀控系统控制精度和可靠性的关键技术。然而,目前主动抑制方法在对压力脉动进行抑制时缺乏对其特性的深入理解,导致抑制效果不理想。因此,设计了压力脉动测试试验台,分析了系统中不同位置压力脉动的变化情况,探索了液压泵、高速开关阀对不同位置压力脉动的影响。结果表明:数字液压阀控系统中压力脉动的主要来自于高速开关阀持续开/关引起的水击现象,并且压力脉动的频率始终与阀的开/关频率保持一致。为设计前馈的压力脉动主动抑制系统提供了新思路,同时也为研发更高效的压力脉动衰减器提供了参考。

数字式配流摆线液压马达特性研究

传统摆线液压马达由于采用机械配流,造成机械损失和容积损失高,同时马达结构尺寸大,加工难度较高。基于此,研究一种采用高速电磁开关阀组实现数字式配流与调速一体化的摆线液压马达。分析数字式配流摆线液压马达运行机制与结构特点;在对摆线马达和电磁阀流量特性理论分析的基础上,建立阀-马达动力学模型,针对所提出的模型进行仿真;在此基础上研究摆线马达的配流与转向切换的特性,通过改变PWM占空比,摆线马达可以较好实现双向调速。相比于机械配流式摆线马达,数字式配流摆线马达结构复杂度大大降低,配流与调速的灵活性得到增强。

一种耐高温蝶阀的设计与应用

目前工业现场使用的蝶阀在高温工况下承压能力低、密封效果差,并且在工业现场控制管理复杂,本文设计了一种数字式耐高温蝶阀,通过CAN总线通信进行现场分布式控制,其阀体结构采用双浮动三偏心结构,有效的提高了蝶阀在高温工况下的密封性能。本文首先介绍了数字式耐高温蝶阀的硬件结构设计、软件及程序设计,然后对该阀门样机进行了高温试验,试验结果表明,本文设计的数字式耐高温蝶阀在高温工况下具有较好的密封性能。

数字液压阀及其阀控系统发展和展望

作为液压系统中重要的控制元件,液压阀负责实现整个系统的控制功能。随着传感器技术和电子技术的发展,数字阀因其更容易实现计算机控制而日益受到研究者的重视。本文综述了国内外数字液压阀的发展历程、研究现状及应用领域。通过回顾液压阀的控制方式,讨论了新的液压控制技术在数字阀领域的应用。并以可编程阀控单元为例,说明了广义数字阀的技术特点。最后,对数字阀的发展前景进行了预测:模块化、高响应、高效率是今后发展的方向。

高速电磁开关阀开关特性的机理研究

为改善高速电磁阀的开关特性，从电磁阀的数学模型着手，用实验仿真的方法，分析了高速电磁阀的开关特性机理，提出了高速开关阀的设计准则，探讨了阀芯质量、阀芯行程、线圈匝数、线圈电阻、驱动电压与电流等各参数对开关特性的影响．提供了寻找电磁阀快速开关的有效方法．

基于虚拟样机技术的数字式柱塞泵控制特性研究

为了开发新式的数字液压泵并研究其控制特性,开发了高速开关阀控制的数字式柱塞泵,通过可编制控制器程序来实现不同的控制功能.分析该数字泵的控制原理,建立数字泵的动力学模型和液压系统模型,并以接口模型实时连接2个模型构成数字泵的虚拟样机.通过虚拟样机仿真和试验测试,研究数字泵的流量控制、压力控制和功率控制等功能.结果表明,数字式柱塞泵压力、流量控制的调节时间可以控制在2s以内,能够达到精确的控制结果,同时实现准确的恒功率控制方式.采用高速开关阀控制的数字式柱塞泵满足控制性能需要,可以实现良好的柱塞泵变量控制功能.数字泵虚拟样机能够实现对数字泵控制性能的准确预测,仿真结果和试验结果吻合较好,虚拟样机技术将成为数字泵设计和优化的重要手段.

基于高速开关阀的数字式变量泵研究

提出一种由定量泵、高速开关阀、插装阀、蓄能器等元件组成,实现变量功能的数字式变量泵,研究不同参数对数字式变量泵性能的影响。通过优化闭环控制,使数字式变量泵具有较小的压力波动范围和较短的响应时间,最终实现数字式变量泵最佳的控制性能。

高速开关阀的设计与研究

介绍了一种新型的二级高速开关阀，它采用柱塞式液压增益放大结构，以高速开关电磁阀为先导级，通过二级锥阀的放大，使数字阀最大流量超过８０ｌ／ｍｉｎ，且保持较高的切换速度，解决了大流量和快速性之间的矛盾。阀的控制器采用ＰＷＭ控制原理和降幅双压驱动技术，加速电压持续时间和工作电压幅值均可调节，优化了阀的切换特性。

新型高速数字开关阀为导阀的多路换向阀

为了改善工程机械工作装置的操纵性,对传统的电液比例多路换向阀进行了数字化改造.采用高速数字开关阀取代传统电磁比例减压阀作为压力先导控制部分,研究分析了对高速数字开关阀直接进行控制的脉宽调制(PWM)控制方式,验证了该改造原理的可行性,提高了工程机械工作装置液压系统的可靠性,增加了系统的抗干扰能力.

高速数字开关阀在柴油机电控技术中的应用

柴油机电子控制系统需要一种工作稳定可靠，响应速度快，耐恶劣环境，并适合于单片机实时控制系统的执行器．本文将高速数字开关阀作为柴油机电液式齿杆位置执行器的电液转换元件，取得了良好的效果．

高频电液数字转阀阀口气穴现象研究

借助FLUENT软件对高频电液数字转阀(简称2D数字阀)阀腔流场进行研究,主要对阀口极端环境时的气穴变化规律进行深入探索,揭示2D数字阀阀芯高速旋转时阀口气泡析出、发育过程及溃灭特性对阀口流量的影响。研究结果表明,气穴现象不仅会造成流量阻塞,而且气泡溃灭引起的压力脉动还会对系统形成强非线性干扰,影响阀口输出波形的精度和阀控液压缸激振系统的稳定性。

电液数字伺服双缸同步控制系统

大型机械臂等液压执行元件在驱动过程中由于力平衡和结构等方面的原因,对同步控制的精度和响应速度要求较高。为消除磁滞、饱和等非线性因素的影响,采用一种新型的电液数字伺服阀构成位置同步闭环系统,该阀具有结构简单、抗污染能力强、可实现计算机直接控制等优点。对系统进行了数学建模和理论仿真,并得到实验结果。表明该同步系统具有响应速度快,控制精度高的优点,其同步误差控制在0.05mm以内。

比例多路阀的数字式控制

电液比例多路阀的优点在实际应用中十分明显,但其响应慢、精度低、控制不便等缺点也日益突出。新型数字式控制的比例多路阀弥补了这些缺陷,它以高速开关数字阀代替电液比例减压阀作为多路阀的先导控制元件。文章介绍了多路阀比例控制的原理和以数字阀为先导阀实现比例控制的优点,并用实例说明了数字式控制的原理及其控制性能。

特高压直流控制系统融冰工作方式研究

针对输电线路覆冰严重影响特高压直流输电可靠性的现状,讨论了特高压直流工程阀组单极2阀组并联和双极2阀组并联两种方案;提出了特高压直流系统融冰的控制策略——整流侧并联的2个阀组分别处于定电流控制,逆变侧并联的2个阀组一个定电流控制、另一个定电压控制,其中逆变侧定电流阀组的电流参考值跟踪线路电流测量值的一半,达到平均分配电流的目的,定电压状态的阀组控制整个极的直流电压;分析了融冰方式需要在原直流控制保护系统基础上增加的功能。针对单极2阀组并联的融冰方案进行的实时数字仿真(RTDS)试验证明该融冰方案是可行和有效的。

机电液集成控制的数字液压缸研究

提出一种新型数字液压缸系统,它将油缸、控制阀组和反馈机构集于一体,以高速开关阀作为逻辑锥阀的先导阀,由滚珠丝杠组和编码器构成的反馈机构实时反馈活塞的位移和速度,通过控制器产生PWM信号控制高速开关阀的输出,对锥阀输出流量比例调节,从而实现液压缸活塞位移和速度的数字控制。

基于DSP的高速开关阀控液压缸位置控制系统研究

基于DSP的液压伺服系统,以TMS320LF2407A芯片为主处理器,设计了一种数字控制器。该控制器可以提高液压伺服控制系统的控制精度和减少超调量,增强了系统的跟踪能力,能实现系统的实时在线控制,并满足系统的动态控制要求。

基于数字插装阀技术的调速系统在水电工程中的应用优势——以白俄罗斯维捷布斯克水电站为例

针对工程实践中灯泡贯流式机组因低水头、大流量、机组转动惯量小而难以控制等问题,以白俄罗斯维捷布斯克水电站机组调速系统为研究对象,介绍了基于数字插装阀技术的调速系统结构和基本原理,分析了数字插装阀技术解决上述问题的相关策略和优势。详细地分析了维捷布斯克水电站调速系统在解决甩负荷过程中过速及低频灭磁问题的有效方法,梳理了插装阀技术在水电站调速系统中应用的优势。结果表明数字插装阀技术作为一种新型调速器控制技术,在解决贯流式机组难以控制等问题中具有较好的工程应用价值。