一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法技术

一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法，首先将给定的执行机构位移序列转化为机液节流控制阀阀芯的位移序列，然后采用数值微分求解执行机构加速度信号，建立执行机构的动力学方程；将执行机构的动力学方程与液压系统支配方程联立，求解阀芯进出口处压力数据序列；计算阀芯流量；通过阀芯的流量与进出口处压力数据序列计算阀芯面积序列，再根据阀芯位移序列得到阀芯面积随阀芯位移的变化关系曲线；最后根据阀芯面积随阀芯位移的变化关系曲线设计节流控制阀芯径向节流孔几何形状。本发明专利技术组成精简，环节少，系统可靠性高，电气系统失效后仍能正常工作，能够适用更宽的高低温使用环境。

A Design Method of Mechano-hydraulic Throttle Control Valve Based on Displacement Velocity Planning of Mechanisms

A design method of mechanical-hydraulic throttle control valve based on mechanism displacement velocity programming is presented. Firstly, the given displacement sequence of actuator is transformed into the displacement sequence of the valve core of the mechanical-hydraulic throttle control valve. Then, the acceleration signal of actuator is solved by numerical differentiation, and the dynamic equation of actuator is established. The dynamic equation of actuator is combined with the governing equation of hydraulic system to solve the valve. The pressure data sequence at the inlet and outlet of the valve core; the flow rate of the valve core; the area sequence of the valve core is calculated by the flow rate of the valve core and the pressure data sequence at the inlet and outlet; then the curve of the area of the valve core versus the displacement of the valve core is obtained according to the displacement sequence of the valve core; finally, the geometrical shape of the radial throttle hole of the throttle control valve core is designed according to the curve of the area of the valve core versus the displacement The invention has the advantages of simple composition, few links, high reliability of the system, normal operation after the failure of the electrical system, and wider application environment at high and low temperatures.

【技术实现步骤摘要】
一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法
本专利技术涉及一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法，属于液压元件设计领域。
技术介绍
液压执行机构通常要按照规划好的位移速度关系完成动作，如在行程末端做均减速运动以保证平稳到位停止，在运动轨迹上某点附近平稳减速，在该点外高速运动等。以往多采用电液控制系统实现这些特定的位移速度控制。电液控制系统具有灵活可配置的突出优点，但因其软硬件控制系统组成复杂、环节多，对电气系统依赖性高，适应高低温极端环境性能差等问题，在如下几种应用场合下难以满足使用要求或实现成本过高：(1)系统可靠性高、组成精简，环节少且对行程速度控制要求较高；(2)对电气系统依赖程度低，电气系统失效后仍能正常工作；(3)使用环境苛刻，在高低温环境下均能可靠工作。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法。本专利技术的技术解决方案是：一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法，包括如下步骤：(1)根据执行机构和阀芯的运动形式确定转化机构形式，据此将给定的执行机构位移序列{xi}转化为机液节流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据执行机构和阀芯的运动形式确定转化机构形式，据此将给定的执行机构位移序列{xi}转化为机液节流控制阀阀芯的位移序列{yi}，i为执行机构和阀芯运动过程中的一个取样点，i＝1,2,...,n，n为大于1的自然数，n为取样点总数；(2)通过数值插值细化给定的执行机构位移速度规划数据或执行机构与液压系统控制流量关系，并采用数值微分求解执行机构加速度信号，建立执行机构的动力学方程；(3)将执行机构的动力学方程与液压系统支配方程联立，求解阀芯进出口处压力数据序列；(4)如果给定位移速度规划数据，则根据执行机构的位移速...

【技术特征摘要】
1.一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据执行机构和阀芯的运动形式确定转化机构形式，据此将给定的执行机构位移序列{xi}转化为机液节流控制阀阀芯的位移序列{yi}，i为执行机构和阀芯运动过程中的一个取样点，i＝1,2,...,n，n为大于1的自然数，n为取样点总数；(2)通过数值插值细化给定的执行机构位移速度规划数据或执行机构与液压系统控制流量关系，并采用数值微分求解执行机构加速度信号，建立执行机构的动力学方程；(3)将执行机构的动力学方程与液压系统支配方程联立，求解阀芯进出口处压力数据序列；(4)如果给定位移速度规划数据，则根据执行机构的位移速度规划数据，计算阀芯流量；如果未给定位移速度规划数据，则根据执行机构与液压系统控制流量关系，计算阀芯流量；(5)通过阀芯的流量与进出口处压力数据序列计算阀芯面积序列，再根据阀芯位移序列得到阀芯面积随阀芯位移的变化关系曲线；(6)根据阀芯面积随阀芯位移的变化关系曲线设计机液节流控制阀芯径向节流孔几何形状。2.根据权利要求1所述的一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，根据执行机构和阀芯的运动形式确定转化机构形式的方式如下表所示：3.根据权利要求1所述的一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中，如果给定的是执行机构位移速度规划数据，则获得执行机构加速度信号的方法如下：(3.1)根据已知的执行机构位移速度规划数据及执行机构的几何关系，推导被控对象的速度序列和位移序列；(3.2)根据被控对象的速度序列和位移序列求解运动的时间间隔序列，再通过数值微分计算被控对象的加速度信号序列。4.根据权利要求1所述的一种基于机构位移速度规划的机液节流控制阀设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中，如果给定的是执行机构与液压系统控制流量关系，则获得执行机构加速度信号的方法如下：(4.1)根据执行机构与液压系统控制流量关系获得位移速度规划数据，根据位移速度规划数据以及执行机构的几何关系，推导被控对象的速度序列和位移序列；(4.2)根据被控对象的速度序列和位移序列求解运动的时间间隔序列，再通过数值微分计算被控对象的加速度信号。5.根据权利要求1所述的一种基于机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏宇，段培勇，陈奇，谢文建，张佳林，路世奇，程斐，徐鹤元，何寥，付曙光，蒙小苏，吴建胜，刘学慧，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11