基于Simulink的氣控液壓背壓閥仿真與設(shè)計(jì)

2015年02月12日14:48:35 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

摘要：在Simulink中建立了氣控液壓背壓閥的仿真模型并對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，目的在于實(shí)現(xiàn)根據(jù)氣路壓力控制液壓回路背壓的功能，使其能夠連結(jié)氣動(dòng)與液壓控制，在航空航天、能源、動(dòng)力等領(lǐng)域具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用空間和價(jià)值。在設(shè)計(jì)過程中采用的控制方法是對(duì)背壓進(jìn)行雙閉環(huán)控制，其中外環(huán)利用PID控制調(diào)節(jié)液壓回路背壓，內(nèi)環(huán)通過控制無刷直流電動(dòng)機(jī)來調(diào)節(jié)針閥閥芯位移，并且利用Simulink仿真確定不同給定量對(duì)應(yīng)的PID控制器參數(shù)。單片機(jī)作為背壓閥控制系統(tǒng)的核心，依據(jù)各個(gè)傳感器采集的信號(hào)選擇PID控制器參數(shù)，進(jìn)而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)背壓的精確控制。通過測試可以得出結(jié)論，該背壓閥達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，解決了非線性系統(tǒng)的PID控制問題，在氣壓不同時(shí)能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速地調(diào)節(jié)液壓回路背壓。

關(guān)鍵詞：液壓；氣控；背壓閥；Simulink仿真；PID控制；單片機(jī)

中圖分類號(hào)：ＴＰ２３　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ｂ

１引言

在工業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的今天，液壓與氣動(dòng)技術(shù)占據(jù)了重要地位。許多設(shè)備同時(shí)采用了液壓控制技術(shù)與氣動(dòng)控制技［1］。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油調(diào)節(jié)器測試臺(tái)的研發(fā)過程中，就需要一種能夠根據(jù)氣壓閉環(huán)調(diào)節(jié)液壓回路背壓的裝置，來模擬燃油噴嘴。但目前大多數(shù)背壓閥采用手動(dòng)或電氣控制，不能滿足上述設(shè)備的控制要求［2］。

本文通過借助Simulink仿真設(shè)計(jì)了一種氣控液壓背壓閥（下文簡稱“背壓閥”），它具有根據(jù)氣壓來控制液壓回路的功能。其中，電氣控制作為中間控制環(huán)節(jié)。在Simulink中搭建背壓閥的液壓回路與氣路，設(shè)計(jì)背壓閥的控制系統(tǒng)，并且進(jìn)行仿真與驗(yàn)證［3］。通過運(yùn)用分段PID算法解決非線性系統(tǒng)控制問題。背壓閥的控制精度高，能夠提高和改善大量的氣液一體化設(shè)備的性能。因此，研究氣控液壓背壓閥具有重要意義。

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