超高速比例电磁阀电磁部分的动态仿真

超高速比例电磁阀电磁部分的动态仿真

江竹[1]2004年在《超高速比例电磁阀电磁部分的动态仿真》文中提出电液比例技术和电液数字控制技术填补了传统开关式液压控制技术与伺服控制之间的空白,已成为流体传动与控制技术中最富生命力的一个分支。在电液比例控制系统中,比例阀是构成比例控制系统不可缺少的元件,而电—机转换元件的性能又会影响整个阀的性能,因此电—机转换元件的性能对整个系统的性能起着至关重要的作用。若要提高比例阀的响应速度、时间及频率,则必须要求解决其存在的难题,如偏心引起的横向力,磁性材料固有磁滞对比例线圈高速驱动的影响等问题,这样才能促进电液比例技术步入新的台阶。在比例技术的研究中,以超高速比例阀为代表的比例阀的开发是及其关键的,也具有较大难度。 作为电液比例阀的关键组件之一的电—机转换元件,其永磁体结构的设计主要采用有限元分析的方法。它能有效地解决复杂模型内磁场的分析与计算,对气隙磁场进行可视化研究,使问题更加直观地得到解决。而在分析系统的动态特性方面,其性能指标是用来衡量系统过渡过程优劣的重要参数。 论文主要包含叁部分的内容:电—机转换元件模型的确立;电—机转换元件静态磁场的分析;电—机转换元件动态磁场的分析。通过对电—机转换元件模型的有限元分析,可以得到磁气隙内磁感应强度、磁通密度及磁场强度的分布,据此定性分析比例阀电气部分、永磁体结构与电磁输出力的关系,从而为设计出高频率、快响应、低能耗的比例阀提供理论依据。同时通过动态特性分析,可以得到在通入不同电信号条件下比例阀的动态特性性能指标,对精确计算阀芯位移及推力线圈的驱动力具有重要参考价值和指导意义。

孟飞[2]2014年在《大功率AT离合器压力比例控制技术》文中提出本课题基于内蒙古一机集团与北京理工大学承担的“大功率AT变速器研发(2012AA111713)”国家高技术研究发展计划(863计划)下进行的电液换档控制机构方面的研究。通过对高速比例电磁阀的特性分析与优化设计、调压阀动态特性、结构参数灵敏度分析及稳健性设计、电液换档控制机构匹配设计方法,开展了适用于大功率AT的电液换档控制机构研究,并基于所研究换档控制机构进行了离合器压力控制技术等方面的研究,为提高自动变速器的综合控制性能奠定基础。在介绍电液换档控制机构组成及工作原理的基础上,分析了比例电磁阀、调压阀和离合器各部分之间的关联关系;建立比例电磁阀所包含的电磁、液压和机械各部分的数学模型以及调压阀和离合器部分的数学模型,得到了调压阀和离合器部分的传递函数框图;通过上述模型的建立,为后续电液换档控制机构设计和分析提供理论支撑。针对大功率AT电液换档控制机构的先导控制级—比例电磁阀,对比例电磁阀的关键组件比例电磁铁的动态特性进行了研究;通过分析比例电磁阀多物理场之间的耦合关系,提出了比例电磁阀多物理场耦合参数的迭代求解方法,通过迭代求解得到了各物理场比例电磁阀关键参数值及其对电磁阀输出的影响,试验结果验证了所提出的耦合分析方法的有效性;在对比例电磁铁部分结构参数参数化分析的基础上,对比例电磁阀的先导液桥部分参数进行了优化设计,提升了比例电磁阀输出油压的动态性能。针对大功率AT电液换档控制机构的功率放大级—调压阀,通过仿真与试验的方法对调压阀的动态特性进行了研究;提出了基于Sobol'法对调压阀的结构参数灵敏度进行分析,得出调压阀结构参数的设计对调压阀输出产生的影响;在灵敏度分析的基础上,利用田口稳健性设计方法,对调压阀进行了优化设计,得出了调压阀的稳健性设计方案,提高了调压阀的鲁棒性。针对大功率AT电液换档控制机构,开展了对电液换档控制机构稳态匹配设计方面的研究;提出了以离合器油压阶跃响应的ITAE指标的优化设计方法,计算及试验结果表明,通过优化设计提升了电液换档控制机构的综合控制性能。利用杠杆法对变速器动力升降档过程进行了分析,通过分析得出交替执行元件的扭矩传递关系图,根据此关系图分析了离合器的充放油过程。建立了电液换档控制机构的非线性模型,对电液换档控制机构开展了开环和闭环控制试验研究,通过试验得出,该电液换档控制机构开环控制时压力跟踪精度误差较大,闭环控制能够达到较小的跟踪精度。

参考文献:

[1]. 超高速比例电磁阀电磁部分的动态仿真[D]. 江竹. 西南交通大学. 2004

[2]. 大功率AT离合器压力比例控制技术[D]. 孟飞. 北京理工大学. 2014

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