论文部分内容阅读
随着液压技术的快速发展，电液伺服系统因具有控制精度高、响应迅速等优点，被广泛地运用到了各个领域。电液伺服阀通过控制电液伺服系统中液体的流量、流向及压力，以使得执行元件获得所需的运动速度、运动方向及推力等。三菱日立直动式力马达阀（简称FMV）作为典型的一种直动式电液伺服阀，被广泛应用到轧机厚度自动控制系统中。本文在精密仪器检测FMV产品结构参数的基础上，通过MATLAB、AMESIM等数值分析软件，建立FMV的静动态数学模型，运用数值分析的方法研究了主要结构参数对FMV静动态性能的影响，搭建了用于测试FMV静动态测试系统并通过实验来表征数值分析的正确性。 首先，本文系统地研究了FMV的结构特征及其工作原理，分析了影响FMV稳态液动力的主要因素，通过MATLAB数值分析软件，运用数值分析方法研究了FMV开口周长对稳态液动力的影响。 然后，分析了常见的两种直动式电液伺服阀磁路（即永磁动铁式力马达磁路、永磁动圈式力马达磁路），着重研究了永磁动圈式力马达阀的磁路特征，利用安培力公式，推导出FMV力马达所产生的电磁力。基于FMV的结构特征及工作原理，利用自动控制原理、流体动力学原理及牛顿第二定律建立FMV驱动电流与阀芯位移的数学模型及FMV驱动电流与流量的数学模型，推导出FMV驱动电流与阀芯位移的传递函数及FMV驱动电流与流量的传递函数。 其次，运用上面所推导出的FMV驱动电流与阀芯位移的数学模型及传递函数，利用MATLAB、AMESIM数值分析软件建立FMV的数学模型，研究径向间隙、零偏、综合阻尼系数K1、综合刚度K2、力马达电流系数K3等不同结构参数对FMV静动态性能的影响，从而寻找出FMV的结构参数最优解。 最后，依据FMV的结构特性及工作原理，设计、搭建用于检测FMV静动态性能测试系统。通过所搭建的测试系统，测试了FMV的静动态性能曲线，通过所测试出的数据来说明数值分析的准确性。 本文针对FMV进行了系统的理论与实验研究，通过数值分析软件分析了影响FMV静动态性能的主要结构参数，通过实验来说明数值分析的正确性，这些研究对于研究FMV的性能特点具有一定的借鉴意义。