[发明专利]一种动压反馈伺服阀动压反馈装置的设计方法

摘要

本发明提供了一种动压反馈伺服阀动压反馈装置的设计方法，将动压反馈装置的控制喷嘴工作状态修正为层流状态而非传统上采用的紊流状态，在此基础上提出了一种新的计算时间常数的方法，其计算结果与试验结果基本吻合，解决了采用传统计算公式其时间常数计算结果与试验结果相差很大而导致设计出的动压反馈装置与要求动态特性相差很大甚至造成系统不稳定的问题。采用该方法设计的动压反馈伺服阀构成闭环控制系统时，可以有效的提高系统阻尼比从而大幅提高闭环控制系统的快速性。

主权项

1.一种动压反馈伺服阀动压反馈装置的设计方法，其特征在于：步骤如下：步骤1：设计喷嘴挡板组件几何参数喷嘴挡板组件的设计包括确定下述两个参数：喷嘴孔直径D_N，挡板与喷嘴的零位间隙x_d0，D_N的确定：0.1×10^-3≤D_N≤0.9×10^-3m          (1)x_d0的确定：2.5×10^-6≤x_d0≤125×10^-6m        (2)步骤2：选取时间常数τ_c时间常数τ_c的取值范围为：3ωh≤τc≤10ωh---(3)]]>ω_h为液压动力机构综合谐振频率；步骤3：设计反馈活塞几何参数反馈活塞的设计主要包括确定下述两个参数：负载压差作用面积A_L，反馈活塞有效面积A_d，根据动压反馈系数公式：Kfp=π4nDN2l---(4)]]>式中：K_fp为动压反馈系数，根据负载特性选取，l为反馈喷嘴与挡板质心的距离，n为A_L与A_d的比值，根据式(4)计算出A_L与A_d的比值n，反馈活塞面积A_d：2.5×10^-5≤A_d≤8×10^-4m²                     (5)根据式(5)确定A_d的值，结合比值n，确定A_L；步骤4：计算反馈弹簧刚度时间常数计算公式：τc=Ad2μλcrit8kdppCqmπDNxd02---(6)]]>式中：μ为动力粘度，λ_crit为临界流数，λ_crit取值范围为200≤λ_crit≤260，C_qm为最大流量系数；根据公式(6)计算出反馈弹簧刚度k_dpp；步骤5：阀特性校核将设计出的喷嘴孔直径D_N、挡板与喷嘴的零位间隙x_d0、时间常数τ_c、负载压差作用面积A_L，反馈活塞有效面积A_d和反馈弹簧刚度k_dpp代入到液压设计行业公知软件Amesim建立的动压反馈伺服阀物理模型中，校核动压反馈装置的频域特性，若不满足设计要求，则返回步骤3，对其设计参数进行修正，直至满足设计要求为止。