论文题目: 高速开关阀的研究及数字仿真
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 林锐
导师: 明仁雄
关键词: 高速开关阀,脉宽调制信号,数学模型,数字仿真,试验
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着社会的不断进步，流体控制技术和计算机控制技术都在不断地飞速发展。高速开关阀是20世纪80年代发展起来的一种具有响应速度快、结构简单、抗污染能力强、与电子电路配合好等特点的电液控制转换元件。只要控制脉冲频率或脉冲宽度，就能对流量进行连续的控制，因此高速开关阀是一种非常有前途的数字阀，发展这种数字元件将是工业现代化的必然选择。 为了进一步提高高速开关阀的响应频率，降低其响应时间，改善其性能。文章首先从高速开关阀的理论出发，详细地研究和分析其结构、工作原理和磁场分布等，并根据其电磁特性和机械特性，建立了数学模型，然后将数学模型线性化，转化为传递函数方框图；结合MATLABWITHSIMULINK仿真工具，先把数学模型转化为仿真模型，代入参数后，采用四阶龙格——库塔仿真方法，进行数字仿真，生成动、静态仿真曲线图，然后研究和分析各种参数对高速开关阀的影响，得出规律；再采用ITAE准则优化方法，对高速开关阀的模型进行参数优化，得到最优参数；在对高速开关阀数字仿真和优化的基础上，分别对三组不同参数的高速开关阀进行试验，以验证仿真结果。通过试验，包括静态性能和动态性能等，结果表明改进杠杆比和线圈匝数后的高速开关阀性能有明显提高；通过上述一系列的研究和分析，最后研制和开发出新型高速开关阀，它是山盘式高频电磁铁、杠杆机构以及锥阀组成，其各种性能都有较大的提高，能进一步满足工业控制的需求。 作者希望通过该课题的研究，能够对液压控制技术的发展，对流体控制技术与计算机控制技术更好地结合，起到一定地促进作用，同时也衷心地希望我国的液压控制技术取得飞速的发展。
论文目录:
第1章 绪论
1.1 电液数字阀的发展概况
1.1.1 脉宽调制式数字阀的发展概况
1.1.2 脉宽调制式数字阀的分类和结构
1.2 高速开关阀在国内、外的发展状况与存在问题
1.2.1 国外现状
1.2.2 国内现状
1.3 本课题研究的意义
1.4 本课题的主要研究内容
第2章 脉宽调制技术
2.1 脉冲调制数字式控制
2.2 脉宽调制(PWM)式数字阀控制及其工作原理
2.3 液压脉宽调制(PWM)系统的优点
第3章 高速开关阀数学模型的建立
3.1 高速开关阀的结构和工作原理
3.1.1 高速开关阀的结构
3.1.2 高速开关阀的工作原理
3.2 高速开关阀数学模型的建立
3.2.1 高频电磁铁的分析
3.2.2 高速开关阀的数学模型
3.2.3 高速开关阀的传递函数方框图
3.3 本章小结
第4章 高速开关阀的数字仿真
4.1 仿真的基本概念和基本知识
4.1.1 仿真的概念
4.1.2 数学仿真
4.1.3 计算机仿真
4.2 仿真软件
4.3 计算机仿真的过程
4.4 计算机仿真模型的建立
4.4.1 仿真模型的建立
4.4.2 仿真模块参数设置
4.4.3 选用的数字仿真方法
4.4.4 高速开关阀稳定性分析
4.4.5 高速开关阀流量特性分析
4.4.6 高速开关阀仿真研究
4.5 本章小结
第5章 高速开关阀的参数优化
5.1 ITAE准则优化方法
5.2 基于ITAE准则优化方法的优化模型
5.3 用ITAE准则优化方法对高速开关阀参数进行优化
5.3.1 求标准优化模型及动态指标
5.3.2 设计校正环节
5.3.3 设计优化后参数
5.4 本章小结
第6章 高速开关阀的试验
6.1 高速开关阀的试验方案
6.2 高速开关阀试验液压原理
6.3 高速开关阀试验电路
6.4 高速开关阀试验主要内容
6.4.1 高速开关阀试验分组
6.4.2 高速开关阀的试验标准
6.4.3 高速开关阀的静态试验
6.5 高速开关阀试验结论
第7章 新型高速开关阀的研制
7.1 新型高速开关阀的设计原则
7.2 新型高速开关阀的结构
7.3 新型高频电磁铁的设计
7.3.1 新型高频电磁铁的结构
7.3.2 新型高频电磁铁的材料
7.4 新型高速开关阀锥阀的设计
7.5 新型高速开关阀的控制方式
7.6 本章小结
第8章 工作总结与展望
8.1 工作总结
8.2 全文展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
发布时间: 2005-04-13
参考文献
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