脉宽调制式电液伺服系统的研究

作     者：吴迪 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：万会雄

授予年度：2007年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

主      题：PWM 电液伺服系统 液压仿真 电磁铁仿真 

摘      要：本文以钢带纠偏系统为实际参考模型，运用现代理论并结合仿真技术，研究了脉宽调制式电液伺服系统。在此基础上，进行了仿真研究与试验，提出了有关数字阀电磁铁结构优化和电液系统性能改进的措施。 对脉宽调制式电液伺服系统中所使用的高速开关数字阀进行了研究，由于数字阀对电磁推力有一定要求，在传统电磁阀的电磁铁基础上进行了设计改进，并通过有限元仿真分析对电磁铁结构作了优化。对PWM控制的电液系统进行了理论研究，并以钢带纠偏系统为实际模型，对数字控制的电液系统进行了仿真分析，研究了一些控制参数如PWM控制信号占空比、脉冲信号频率、数字阀电磁铁推力与纠偏精度之间的关系。 PWM信号占空比过大或过小，都将影响钢带纠偏系统的纠偏精度，甚至引起执行机构的误操作;纠偏精度在一定范围内随PWM控制信号脉冲频率增大而提高，但随着控制信号脉冲频率增加，系统响应特性明显改善，但过高的频率也带来了问题，由于每个PWM信号周期内的流量过小，使得系统响应时间增大;纠偏系统对数字阀电磁铁的推力有一定要求，系统的油压越大，所需电磁推力也相应增大，但超过动作所需推力的临界值之后，电磁铁推力的增加对系统纠偏精度的提高没有明显效果。 与实践相结合，通过实验对系统的仿真结果进行了验证。与传统采用伺服阀的纠偏系统相比，采用数字阀的电液系统拥有更好的性能。作为一种很适合于轧钢生产的新型电液伺服系统，其所具有的响应速度快、工作稳定可靠、抗污染能力强以及价格优势等许多优点，拥有广阔的前景。