高速开关阀的设计及数字仿真

高速开关阀的设计及数字仿真

摘要

高速开关阀是20世纪80年代发展起来的一种具有响应速度快、结构简单、抗污染能力强、与电子电路配合好等特点的电液控制转换元件。只要控制脉冲频率或脉冲宽度，就能对流量进行连续的控制，高速开关阀是一种非常有前途的数字阀，发展这种数字元件将是工业现代化的必然选择。为了进一步提高高速开关阀的响应频率，降低其响应时间,改善其性能。首先从高速开关阀的理论出发，研究和分析其结构、工作原理和磁场分布等，根据其电磁特性和机械特性，建立数学模型，然后将数学模型线性化,转化为传递函数方框图；结合MATLAB /Simulink仿真工具，先把数学模型转化为仿真模型,代入参数后，进行数字仿真，生成动、静态仿真曲线图;

关键词：高速开关阀,脉宽调制信号,数学模型,数字仿真；

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 电液数字阀的发展概况 1

1.1.1脉宽调制式数字阀的发展概况 1

1.2 高速开关阀在国内、外的发展状况与存在问题 2

1.2.1 国外现状 2

1.2.2 国内现状 3

1．3 本课题研究的意义 3

第二章 脉宽调制技术 6

2.1脉冲调制数字式控制 6

2.2脉宽调制(PWM)式数字阀控制及其工作原理 6

2.3 液压脉宽调制（PWM）系统的优点 8

第三章 高速开关阀数学模型的建立 9

3.1 高速开关阀的结构和工作原理 9

3.1.1 高速开关阀的结构 9

3.1.2高速开关阀的工作原理 9

3.2 高速开关阀数学摸型的建立 10

3.2.1高速电磁铁的分析 10

3.2.2 高速开关阀的数字模型及其动态特性分析 14

第四章 高速开关阀的数字仿真 19

4.1 仿真的基本概念和基本知识 19

4.1.1 仿真的概念 19

4.1.2 数学仿真 19

4.1.3计算机仿真 19

4.2仿真软件 20

4.3 计算机仿真的过程 20

4.4计算机仿真模型的建立 21

4.4.1模型的建立 21

4.4.2仿真模块参数设置 22

4.4.3高速开关阀流量特性分析 24

4.5 本章小结 25

第五章 总结 26

参考文献 27

致谢 29