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1、力反馈两级伺服阀特性仿真指导书哈尔滨工业大学2012年10月仿真一压力流量特性测试一、仿真目的1了解伺服阀压力流量特性测试实验原理；2 了解伺服阀压力流量特性曲线的测试方法和步骤；3学习使用AMESim软件对伺服阀进行仿真分析。二、仿真内容1伺服阀压力流量特性测试；三、压力流量特性测试伺服阀的负载流量曲线表示在稳定状态下，输入电流、负载流量和负载压 降三者之间的函数关系，如图1所示。负载流量特性是指在输入电流I和供油压 力Ps为常数的情况下，输出流量Q随负载压力差APL的变化关系。改变输入电 流I可以得到一簇曲线，即为负载流量特性曲线。负载流量特性曲线完全描述了 伺服阀的静态特性，要测量出这簇
2、曲线比较困难，特别是在零位附近很难测出精 确的数值，而伺服阀却正好是在零位工作，因此这簇曲线主要用来确定伺服阀的 类型和估计伺服阀的规格，以便与所要求的负载流量和负载压力相匹配。1伺服阀压力流量特性测试实验原理图Power supplyTested valve伺服阀图2伺服阀压力流量特性测试原理图压力-流量特性测试的原理图如图2所示。测试中，在不同的控制电流下， 利用节流阀调节伺服阀控制边两侧的压差，记录不同压差下伺服阀的流量，利用 相关的试验数据，即可绘制不同控制电流下，伺服阀的压力-流量特性曲线。2伺服阀压力流量特性测试仿真模型Complete model of flow control
3、servovalvegms PUNo力反馈两级伺服阀压力流量特性测试系统的AMESim仿真模型如图3所示。3仿真测试步骤和方法压力流量特性仿真测试步骤如下：1）打开 AMESim 安装目录v800demoSolutionsGL_FCServovalve 目录下的 Servovalve_completeModel.ame 仿真模型；2）设定工作压力（。 1.Power Supply）210bar （21MPa）；3）利用信号发生器依次产生不同的电流值给电液伺服阀线圈（2.InputSignal频率0.2Hz，幅值0人，平均值设置为0.01*i）；4）节流阀开度控制信号3参数设置为：TitleVa
4、lueUnitNamenumber offsges1cyclic：noiscydic:；ime at which duty cycle starts-：0srp2output at start of stage 1Onullrp3output at end of-tage 11 nullrp4duration of stage 110srp55）进入Parameter mode 参数模式，菜单 SettingsGlobalParameters添加参数i。)Global Farueter SetupSet global parameters:RealInteger | TextNameTitle
5、UnitValueMinimumDefaultMaximum | Scope必spool diameternull101e+0601 e+06 circuit: IDrrod diameternull5.5-1e+0601 e+Ub circuit: ISaveRcradial clearancenull0.0(521 e+0601 e+06 circuit: IRcrrounded corner radiusnull0.0051 e+0601 e+06 circuit: ILoadUdunderlap for 0 displacementnull0.011 e+0601 e+06 circu
6、it: I3gair gapnull0.311e+0601 e+06 circuit: I11 1input currentnullTe0601 e+06 circuit: IH00 nBvv IJ1RemoveHelp |l K.|Cancel |. Apply菜单SettingsBatch Parameters，设置批处理参数。Set global parameters-I emove setNum simagnetic propertiesSelect a component then drag its parameteis into this list to make them con
7、trol parameters|XKatch Control Faraoeter Set更OKe6E+-s+-sGlobal ParaaeterSubrr| Parar| Unil |I Sell | Set 2 | Set 3 |Set4 | Set 5 |Gio. inpu. null r-1-0.50C.51Min value:Max value：Setup methodC varying between 2 limitsName| Title| Unit| Value稀num j Default |Maximum | ScopDsspool diameternullX1e+0601 e
8、+06 circuilDrrod diameternull5.51e+0601 e+06 circuilRcradial clearancenu|p厂 0.002-1e+0601 e+06 circuilRcrrounded corner radiusjrai0.005-1e+0601 e+06 circuilUdunderlap for 0 displacementnull0.011e+0601 e+06 circuilagair gap/ null0.311e+0601 e+06 circuiinput currentnull-11e+0601 e+06 circuit: IC* user
9、-defined data setsCancel把参数i拖入Batch Control Parameter Setup对话框，按New set按钮可以 添加新的数据，共设置五组值：-1, -0.5,0,0.5,1O6）进入仿真模式-，选择批处理方式仿真，共仿真5次，每次仿真时间10 秒。7）计算负载压力（A、B 口压力差），并用额定工作压力对其进行归一化处理，见图4所示；3.Orifice Control图4变量的后处理6）选取参数A2 （流量）作为横轴、A1 （负载压差）作为纵轴绘制压力流量 特性曲线；四、思考题（1）伺服阀负载特性曲线有何用处?五、实验报告1伺服阀压力一一输入信号特性曲线变
10、量 i 分别取-1, -0.8,-0.6, -0.4, -0.2, 0,0.2,0.4,0.6,0.8, 1仿真二空载流量特性测试一、仿真目的1了解伺服阀空载流量特性测试实验原理；2 了解伺服阀空载流量特性曲线的测试方法和步骤;3 了解伺服阀零位流量增益的计算方法；4学习使用AMESim软件对伺服阀进行仿真分析。二、仿真内容1伺服阀空载流量特性测试；2伺服阀零位流量增益计算。三、空载流量特性测试1伺服阀空载流量特性测试实验原理图图1伺服阀空载流量特性测试原理图伺服阀的流量-电信号特性曲线是指在供油压力 Ps为定值、负载压力P1=0MPa时，输出流量QL与输入电流1（或输入电压）之间的函数关系曲
11、线。测 试过程中，输入电流在一个周期内变化的过程中，记录输出流量和输入电流所得 到的曲线，根据此曲线可以确定伺服阀的额定流量、流量增益、滞环、对称度、 零偏等参数，可以提示出伺服阀零位特性的类型（如零开口、正开口、负开口）。Tech ni a IDnfziTPai O wtp此Flo* !ni4m *星_峭洋The fl iw tel wanes 肝 g Km q- tl。机 qF Ihv Edflow jrwitad anput * igml.Th*ratscjliw ib qualtd at bar 财.IgM顺45mii=uiL图2伺服阀的压力一一流量特性曲线2伺服阀空载流量特性测试仿真
12、模型Complete model of flow control servovalve3.Orifice Contrologms PUN力反馈两级伺服阀空载流量特性测试系统的AMESim仿真模型如图3所示。3仿真测试步骤和方法空载流量特性仿真测试步骤如下：1）打开 AMESim 安装目录v800demoSolutionsGL_FCServovalve 目录下的 Servovalve_completeModel.ame 仿真模型；2）设定工作压力（。 1.Power Supply）210bar （21MPa）；3）利用信号发生器依次产生不同的电流值给电液伺服阀线圈（ 2.InputSignal
13、频率 0.2Hz，幅值 0.01A）；4）仿真10秒。（注：不考虑阀口开度选择Single Run;否则选择Batch Run）5）测量节流阀通过的流量，并用额定流量对其进行归一化处理，见图4所 示；3.Onfice；Control图4变量的后处理6）选取参数A1 （输入信号）作为横轴、A2（空载流量）作为纵轴绘制空载 流量特性曲线；7）计算空载流量特性曲线的零位处曲线的平均斜率，得到伺服阀零位流量 增益q KIn四、思考题(1) 伺服阀空载流量特性曲线有何用处？(2) 阀口遮盖量(正开口、负开口、零开口)对空载流量特性有何影响？五、实验报告1伺服阀流量一输入信号特性曲线(如果是Batch R
14、un，考虑阀口遮盖量分别为-0.01mm，0mm，0.01mm;如果是Single Run考虑阀口遮盖量为0mm)2计算伺服阀零位流量增益仿真三压力特性测试一、仿真目的1了解伺服阀压力特性测试实验原理；2 了解伺服阀压力特性曲线的测试方法和步骤；3 了解伺服阀零位压力增益的计算方法；4学习使用AMESim软件对伺服阀进行仿真分析。二、仿真内容1伺服阀压力特性测试；2伺服阀零位压力增益计算。三、压力特性测试1伺服阀压力特性测试实验原理图Power Supply图1伺服阀压力特性测试原理图伺服阀的压力-电信号特性是指在供油压力Ps为定值，两个负载口关闭，即QL=0时，负载压力与输入电流的关系。压力
15、测试过程中，要求供油压力为伺服 阀的额定压力，负载口关闭，电流在正负额定值之间一个循环周期内，测出负载 压力与电流关系曲线。由曲线可求出压力增益，即在最大负载压降40%之间压 力特性曲线的平均斜率。Typical LoadCMfvir*nG v lrpud Siginai-34 U 1334 D% FRakd wiput bIhiIPrwsur gairi 唱mnK“n 融吒 Mil 咨邛划忡 RWE. piflOFkf.图2伺服阀压力特性曲线2伺服阀压力特性测试仿真模型Complete modelFeedbackmagnetic properties.Pressure of Port A-P
16、A 5.Pressure of Port B-PB图3伺服阀压力特性测试仿真模型力反馈两级伺服阀压力特性测试系统的AMESim仿真模型如图3所示。3仿真测试步骤和方法压力特性仿真测试步骤如下：1）打开 AMESim 安装目录v800demoSolutionsGL_FCServovalve 目录下的Servovalve_leakages.ame 仿真模型；2）设定工作压力（61.Power Supply）210bar （21MPa）；3）利用信号发生器依次产生不同的电流值给电液伺服阀线圈（2.InputSignal 频率 0.2Hz，幅值 0.01A）；4）仿真10秒。5）计算负载压力（A、B
17、口压力差），并用额定工作压力对其进行归一化处理，见图4所示;图4变量的后处理6）选取参数A4（输入信号）作为横轴、A5（负载压差）作为纵轴绘制压力 特性曲线；7）计算压力特性曲线的零位处曲线的平均斜率，得到伺服阀零位压力增益。APsAI四、思考题(1) 由试验得到切断负载时的压力特性曲线有何用处?(2) 如何测量负载压力？五、实验报告1伺服阀压力一输入信号特性曲线2伺服阀零位压力增益计算仿真四泄漏量测试仿真目的1了解伺服阀泄漏量测试实验原理;2 了解伺服阀泄漏量曲线的测试方法和步骤;3学习使用AMESim软件对伺服阀进行仿真分析。二、仿真内容伺服阀泄漏量测试;三、泄漏量测试1伺服阀泄漏量测试实
18、验原理图Power Supply图1伺服阀泄漏量测试原理图伺服阀的泄漏量-电信号特性是指在供油压力Ps为定值，两个负载口关闭， 即QL=0时，总泄漏量与输入电流的关系。测试过程中，要求供油压力为伺服阀 的额定压力，负载口关闭，电流在正负额定值之间一个循环周期内，测出泄漏量 与电流关系曲线。Internal Leakage v Input SignalThis comprises of both 1st stage flow (tare laakge) and the sacond stage null leakage.4D2D% Rated input 击电nmllSD 100_=) 二 Kn
19、uwl-Figures vary jn accordanca with rated flow, spool lap and perfouinance characteristics.D图2伺服阀泄漏量曲线2伺服阀泄漏量测试仿真模型Complete model of flow control servovalve图3伺服阀压力特性测试仿真模型力反馈两级伺服阀泄漏量测试系统的AMESim仿真模型如图3所示。3仿真测试步骤和方法压力特性仿真测试步骤如下:1)打开 AMESim 安装目录v800demoSolutionsGL_FCServovalve 目录下的Servovalve_leakages.a
20、me 仿真模型;2）设定工作压力（l.Power Supply） 100bar （10MPa）；3）利用信号发生器依次产生不同的电流值给电液伺服阀线圈（2.InputSignal 频率 0.2Hz，幅值 0.01A）；4）仿真10秒。5）使用电信号为横坐标，泄漏量为纵坐标画出电信号一泄漏量曲线图。四、思考题（1）由试验得到泄漏量曲线有何用处？（2）零位泄漏量是怎样产生的？包含哪几部分？五、实验报告伺服阀泄漏量一一输入信号特性曲线仿真五 频率响应特性测试一、仿真目的1了解伺服阀频率响应特性测试实验原理；2 了解伺服阀频率响应特性曲线的测试方法和步骤;3学习使用AMESim软件对伺服阀进行仿真分析
21、。二、仿真内容1伺服阀频率响应特性测试；三、频率响应特性测试1伺服阀频率响应特性测试实验原理图图1伺服阀频率响应特性测试原理图伺服阀的流量-电信号特性曲线是指在供油压力 Ps为定值、负载压力 P1=0MPa时，输出流量QL与输入电流1（或输入电压）之间的频率响应关系曲线。 测试过程中，分别输入额定电流5%、25%、100%的不同频率的正弦电流信号， 记录输出流量和输入电流所得到的曲线，根据曲线绘制不同输入电流下的幅频与 相频特性曲线。mp】0_?opm=dE2 0 2 4 6 8- - - -o o o o o 9 7 5 3 1 . 510 20 30 50100200Frequenz Hz
22、图2伺服阀的频率特性曲线2伺服阀频率响应特性测试仿真模型Complete model of flow control servovalve&E苗 PUN3.0 rifice Control图3伺服阀频率响应特性测试仿真模型力反馈两级伺服阀频率响应特性测试系统的AMESim仿真模型如图3所示。3仿真测试步骤和方法频率响应特性仿真测试步骤如下:1）打开 AMESim 安装目录v800demoSolutionsGL_FCServovalve 目录下的 Servovalve_completeModel.ame 仿真模型；2）设定工作压力（b 1.Power Supply） 210bar （21MPa）
23、；3）利用信号发生器依次产生不同的电流值给电液伺服阀线圈（2.InputSignal 频率 5Hz，幅值（0.01 *5%）A）；4）仿真0.4秒。5）测量节流阀通过的流量，并用额定流量对其进行归一化处理，见图4所 示；NameValueA1 A1 outputsjgna|Ol /0.01K100A2_ A2_ qScavariableorifice/G?.?S eFvovalyeCompleteM odel1_. result 1S eFvovatye6pmpleteM odel1_. result. 1.Orifice .CentreExp 饵饵 icin-essure of Port A-f5.Pressure of Port B-PB图4变量的后处理6）记录参数A1 （输入信号）、A2（空载流量）并计算幅值衰减与相位滞后;7）以10Hz为步长增加频率值，重复步骤3）至6），直到频率达到120Hz；8）绘制对应输入电流的幅频与相频特性曲线；9）分别取输入信号25%、100%额定电流继续仿真，重复步骤3）至8）。四、思考题（1）伺服阀频率响应特性曲线有何用处？（2）为何不同幅度输入信号的频率响应特性有很大差别？五、实验报告1伺服阀频率响应特性曲线
