[发明专利]一种射流管电液伺服阀的仿真建模方法

说明书

一种射流管电液伺服阀的仿真建模方法，属于机械液压仿真建模领域，包括：1)根据力矩马达磁路的结构参数与电磁特性参数，在AMESim中搭建力矩马达磁路模型。2)对衔铁‑反馈杆组件分析，得到在力矩马达工作时，衔铁‑反馈杆组件的运动方程。3)对射流放大器分析，得到射流管放大器的流量—压力方程；4)对滑阀组件分析得到滑阀阀芯的运动方程。4)搭建完整的阀的AMESim仿真建模模型，并进行仿真模拟。本发明在分析各部件原理及结构基础上，在AMESim中实现对射流管电液伺服阀的仿真建模，简化建模过程，采用智能求解器提高仿真精度，实现不同领域模块之间的直接物理连接；通过调整参数，实现阀的仿真建模，且仿真结果符合技术要求，对阀的研究提供理论基础。

技术领域

本发明涉及一种射流管电液伺服阀的仿真建模方法，属于机械液压仿真建模领域。

背景技术

液压伺服控制技术是一门综合性强、多学科交叉的科学技术，它不但是液压技术的一个重要分支，而且也是控制技术领域的一个重要组成部分。电液伺服阀作为电液伺服控制系统的核心元件，是连接电气部分与液压部分的重要桥梁。它是一种将微弱电控信号按比例转换成很大的液压功率，能够输出相应流量及压力的液压元件。而在流量控制的两级伺服阀中，射流管伺服阀与喷嘴挡板伺服阀是使用的最为广泛的，射流管伺服阀与喷嘴挡板伺服阀最大的差别在于喷嘴挡板伺服阀是通过改变喷嘴与挡板之间的距离，在两喷嘴前腔中形成压力差来提供阀芯的驱动力，而射流管伺服阀是将射流喷嘴喷出的油液，通过接收器分配两接收孔的流量来获得压强差从而驱动阀芯运动的。因射流喷嘴较大，油液污染引起的危害小，且滑阀驱动力大，进一步提高了抗污染能力；射流式液压放大器的压力效率及容积效率高，具有较高的灵敏度及分辨率，特别是其在低压工作时仍能具有较高的性能。另外，当射流喷被杂物完全堵死时，两接收孔均无流量输入，反馈弹簧的弯曲变形力会将阀芯拉回到零位上，即具有失效对中能力，不会发生所谓的“满舵”现象，因此在航空、航天、船舶、电力、化工、冶金、工程机械等领域中具有非常广泛的应用。比如在航空发动机中对燃气温度进行控制、采用电液伺服阀及作动油缸组成泵斜盘位置调节以实现对发动机流量的控制以及对飞机、舰船的动力控制等。但是国外很少公布其相关研究，且对中国实行技术封锁。为此，分析国外射流管电液伺服阀研究进展，着重研究射流管电液伺服阀形成过程、基本原理、结构，研究国外专利和在航空飞行器中的应用情况，对于掌握射流管伺服阀基础理论和关键技术，以及研制新型射流管伺服阀具有重要意义。

由于射流管伺服阀的射流放大器流场十分复杂，对其性能不易进行理论计算和预计。目前的研究成果往往都集中于对阀的部分材料进行更换，对其加工工艺进行改进以及对阀的测试方法进行研究上，始终没有给出射流管伺服阀完整准确的数学模型，由于缺乏准确的仿真设计平台，对射流管伺服阀的研究较为困难且耗费较大。随着计算机软硬件技术的迅猛发展，产生了AMESim建模仿真技术，通过采用高效率、高精确度的建模方法，对实际模型进行逼真的建模仿真，相当于利用计算机进行实验，有助于射流管伺服阀的设计与改进，能够提高效率并大大降低成本。

发明内容

本发明提供一种高精度的射流管电液伺服阀的仿真建模方法，与MATLAB建模仿真相比，AMESim仿真更能反映阀的结构及工作原理，另外，由于其强大的模型库使建模更加简单方便，为研究射流管电液伺服阀提供新的思路。具体是在了解射流管阀的结构及工作原理的基础上，对阀的各部分进行数学建模，最终在AMESim软件中进行建模仿真。在此基础上，分析了滑阀结构不同的三种射流管阀的流量特性，并仿真模拟了阀的泄漏情况。

本发明中射流管电液电液伺服阀的工作原理如下：