基本信息：

兰州理工大学·能源与动力工程学院，研究方向：机电液智能控制/数字液压技术

发表于Machines。影响因子：3.1

论文内容简介

根据锥阀式电磁螺纹插装阀的结构和工作原理，建立了精确的数学模型。提出了一种基于PWM技术的混合电压控制策略，该策略由预加载电压、正负脉冲电压和保持电压组成。然后，利用AMESim软件建立了电磁螺纹插装阀及其测试系统的仿真模型，利用RT-Link半实物仿真搭建了电磁螺纹插装阀硬件在环测试平台，通过实验验证了模型的准确性。在此基础上，分别研究了不同占空比下的预加载电压和保持电压对电磁螺纹插装阀动态特性的影响。最后，比较了三种不同控制策略下电磁螺纹插装阀的动态特性。仿真结果表明，所提出的混合电压控制策略对电磁螺纹插装阀的动态特性具有更好的改善效果。使用混合电压控制后，电磁螺纹插装阀的总开启时间减少了74.24%，总关闭时间大幅缩短了92.06%。

研究背景

传统的电液比例伺服系统以其功率密度高和良好的动态性能等优点被广泛应用于机器人、航空航天和精密加工等领域。比例/伺服控制阀作为伺服系统的关键控制元件，具有结构复杂、功率损耗大、污染敏感、价格高等缺点。随着能源危机和环境污染的加剧，基于高速开关阀的数字液压技术凭借其结构简单、响应速度快、抗污染能力强、稳定性好等优点，被认为是电液比例伺服系统的一种有竞争力的替代方案。

在数字液压领域中，动态性能是评价高速开关阀动态性能的最重要指标，它直接影响数字液压系统的性能。因此，提高数字开关阀的动态响应性能，使由其组成的数字液压元件或系统具有良好的动态响应性能，已成为现在研究的热点。

创新内容与工程应用价值

创新内容：传统研究中多以球阀式电磁螺纹插装阀作为研究对象，对于其它阀芯结构的电磁螺纹插装阀高响应化并用于数字液压技术的研究较少。本研究以锥阀式电磁螺纹插装阀为研究对象，提出将基于 PWM 技术的混合电压控制策略应用于电磁螺纹插装阀以提高其动态响应特性。

工程应用价值：所提出的混合电压控制策略对提高锥阀式电磁螺纹插装阀的动态特性有很好的效果。为锥阀式电磁螺纹插装阀的高响应化和数字液压技术的发展提供理论参考和技术支撑。

基于灵思创奇设备

利用北京灵思创奇半实物仿真测试系统搭建了电磁螺纹插装阀控制策略硬件在环实验平台，并使用 MATLAB 和 RTSimPlus 软件对正负脉冲电压控制策略和实验测控界面进行设计。 

控制主机向灵思创奇半实物目标机发送控制变频电机、比例溢流阀等元件的工作状态的电压信号和处理半实物目标机采集的各类传感器信号，并显示在人机交互界面上。半实物目标机运行控制算法和程序实现被测电磁螺纹插装阀控制策略硬件在环测试实验，实时采集测试系统中各类传感器的信号，并接收来自控制主机的控制信号去控制测试系统元件的工作状态。