基于Simulink的氣控液壓背壓閥仿真與設計

2015年02月12日14:48:35 本網站我要評論(2)字號：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其進行設計，目的在于實現根據氣路壓力控制液壓回路背壓的功能，使其能夠連結氣動與液壓控制，在航空航天、能源、動力等領域具有相當的應用空間和價值。在設計過程中采用的控制方法是對背壓進行雙閉環控制，其中外環利用PID控制調節液壓回路背壓，內環通過控制無刷直流電動機來調節針閥閥芯位移，并且利用Simulink仿真確定不同給定量對應的PID控制器參數。單片機作為背壓閥控制系統的核心，依據各個傳感器采集的信號選擇PID控制器參數，進而調節電動機轉速，實現背壓的精確控制。通過測試可以得出結論，該背壓閥達到了設計目標，解決了非線性系統的PID控制問題，在氣壓不同時能夠穩定、準確、快速地調節液壓回路背壓。

關鍵詞：液壓；氣控；背壓閥；Simulink仿真；PID控制；單片機

中圖分類號：ＴＰ２３　　　文獻標志碼：Ｂ

１引言

在工業技術高速發展的今天，液壓與氣動技術占據了重要地位。許多設備同時采用了液壓控制技術與氣動控制技［1］。在航空發動機燃油調節器測試臺的研發過程中，就需要一種能夠根據氣壓閉環調節液壓回路背壓的裝置，來模擬燃油噴嘴。但目前大多數背壓閥采用手動或電氣控制，不能滿足上述設備的控制要求［2］。

本文通過借助Simulink仿真設計了一種氣控液壓背壓閥（下文簡稱“背壓閥”），它具有根據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節。在Simulink中搭建背壓閥的液壓回路與氣路，設計背壓閥的控制系統，并且進行仿真與驗證［3］。通過運用分段PID算法解決非線性系統控制問題。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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基于Simulink的氣控液壓背壓閥仿真與設計

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