伺服阀动压反馈特性分析与试验研究

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在航空、航天领域的伺服控制系统中,经常为了达到系统快速响应的目的,把系统阻尼设计的比较小,而被控对象本身的惯量比较大,使得伺服系统在较低的频率点出现谐振,采用动压反馈校正是一种常见的方式。动压反馈伺服阀是在双喷嘴挡板两级力反馈伺服阀的基础上增加了动压反馈回路,通过设置合理的动压反馈时间常数和反馈流量增益,有效抑制高频负载压力振荡,提高系统阻尼比,进而提高系统的稳定性。随着动压反馈技术的发展,动压反馈伺服阀应用到越来越多的领域,产品型号和生产数量越来越多,对测试效率和准确性的要求也与日俱增。因此,对伺服阀动压反馈特性进行分析和试验研究具有十分重要的意义。本文首先对动压反馈伺服阀的结构组成和工作原理进行了详细分析,在对伺服阀的力矩马达、衔铁挡板组件、滑阀和动压反馈回路进行理论推导的基础上,建立了完整的动压反馈伺服阀数学模型,确定了合理参数进行仿真研究,从时域和频域对动压反馈伺服阀的性能进行分析。另外,着重对动压反馈回路进行仿真研究,讨论了主要结构参数对伺服阀动压反馈性能的影响。基于理论推导和仿真研究,确定了动压反馈回路的两个关键参数:动压反馈时间常数τ和反馈流量增益Kd,详细分析了两个参数的测试原理,结合测试系统的功能要求,给出了合理的测试方案,并对加载液压缸、加载伺服阀和加载压差建立等关键问题进行分析。最后设计了伺服阀动压反馈特性试验系统,并完成了动压反馈压差特性试验,动压反馈压差—静态流量特性试验,分别测得动压反馈时间常数和反馈流量增益,并与理论结果对比分析,验证了试验方案的可行性。
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