直动式高频响比例阀位置控制研究

陈立娟，彭泽钦，高 伟，，艾 超

(1.南京工程学院 机械工程学院，江苏 南京 211167；2.燕山大学 机械工程学院，河北 秦皇岛 066004)

引言

电液比例阀是工业控制领域常用的液压元件，其频率响应和位置控制精度是其最重要的两项指标。目前国外高频响比例阀产品已经非常成熟，如力士乐4WRDE三位四通高频响方向阀，其频宽能够达到100 Hz 左右，滞环在0.2%以下；MOOG生产的4WRPH伺服比例阀，其频宽能达到80 Hz左右，滞环在0.2%以下。

相对而言，国产阀在这方面的性能还有差距。在理论研究方面，张坤义等[1]通过在放大电路中采用电流负反馈和PD校正环节，将比例电磁铁幅频宽提升至55.4 Hz，相频宽提升至127 Hz；龚安建[2]通过对动圈式比例电磁铁进行磁场仿真分析，证实极靴导磁角为适当值时有利于输出力特性的改善；饶梦龙[3]以Maxwell仿真软件求解了比例电磁铁的瞬态磁力，分析了不同频率和幅值下电磁铁磁力的变化规律；龚斌[4]基于有限元分析方法，分别研究了电磁铁内部各结构参数对电磁吸力的影响，并进行了权重分析；毛乐园等[5]利用ANSOFT软件以比例电磁铁内部结构为研究对象，并得出了其对电磁铁吸力影响的具体结论；金迎村等[6]提出了一种机械反馈式比例阀位置控制系统，通过调整相关参数，使得阀芯位置上升时间达到0.2 s左右。

本研究针对高频响比例阀高精度位置控制，考虑比例电磁铁中各种非线性因素，提出了一种能够有效提高比例阀频宽和精度的控制方法，能够为比例阀的高频响化提供一些参考。……