本文介绍采用国产超磁致伸缩材料研制结果的电－机械转换器结构，工作原理，设计方法及其输入－输出特性实验结果，着重分析了转换器输入－输出滞回特性的描述方法，给出了仿真结果。

为了提升2D伺服阀电-机械转换器的控制性能,建立了一种基于模糊控制在线参数调节控制算法的2D伺服阀控制器。在2D伺服阀硬件主芯片采用TMS320F2812_DSP微处理器的基础上,采用先进的模糊控制算法与传统的PID控制相结合的模糊PID控制策略,将模糊控制的鲁棒性好、适应性强以及PID控制可对控制参数进行实时调节等有效地结合起来。根据2D伺服阀电-机械转换器测试所需要的条件,搭建2D伺服阀电-机械转换器试验系统对2D伺服阀电-机械转换器的性能进行测试。实验结果验证了所设计的模糊控制算法的控制器是一种较为理想的控制方法,系统具有较高的性能,能改善步进电机控制系统中存在的失步、振荡现象,实现在线修正,电-机械转换器的频宽从之前的260Hz提高到380Hz。

为了解决2D伺服阀步进电机式电-机械转换器传统工作方式所存在的分辨率与响应速度之间的矛盾,同时,保证其在系统内部参数变化及外部扰动作用下也能具有良好的控制效果,本文提出了基于自抗扰控制(ADRC)的位置和电流双闭环同步跟踪控制算法。首先,阐述了步进电机式电-机械转换器的同步控制原理,建立了数学模型,设计了自抗扰控制器;其次,根据位置、电流双闭环同步跟踪控制算法,利用Matlab/Simulink对电-机械转换器进行了仿真分析,仿真结果表明,该电-机械转换器具有良好的动静态特性,同时在不同电感、摩擦力等内部参数变化以及外部脉冲干扰作用下也具有良好的控制能力,与传统PID控制相比具有较好的控制效果;最后,为了验证分析的正确性和控制算法的有效性,设计了该电-机械转换器的嵌入式控制系统,搭建了步进电机式电-机械转换器及2D伺服阀特性...

步进电机作为2D伺服阀电-机械转换器,在传统工作方式下存在分辨率和响应速度之间的矛盾且容易受扰动影响,新型控制器参数人工整定费时费力且难以取得满意的控制效果。为了解决这些问题,本文提出了参数实时优化的自抗扰同步跟踪控制算法(AAP),其基于自适应遗传算法(AGA)的自动调节机制,能根据电-机械转换器被控过程的输出特性,在线校正和整定控制器参数;自抗扰位置控制器能有效抑制来自电-机械转换器内部电感、摩擦力,外部负载以及2D伺服阀工作的系统压力突变带来的各种干扰;同步跟踪控制实现了电-机械转换器转子在任意位置快速、精确的定位,成功解决分辨率和响应速度之间的矛盾。本文首先阐述电-机械转换器同步跟踪控制原理并建立了数学模型,然后介绍了AAP、自抗扰位置控制器设计及参数优化思路,最后为了检验方法的有效性并测试控制...

在对一种新型的高速比例电磁阀电．机械转换器工作原理分析的基础上，采用了理论建模、仿真分析的方法，得出了在PWM驱动情况下电-机械转换器不同的绕组电流、电感、感应电动势、衔铁位移和速度以及电磁力的响应曲线。通过与试验的电流响应曲线相对比分析：该电．机械转换器结构简单、可靠，电流响应速度大约为0．5ms，最大输出位移0．2mm，仿真结果与试验结果基本一致。

为提高数字伺服阀的频率特性和响应速度,对弹射系统用φ6通径,2D数字阀选用低惯量的两相混合步进电机作为其电-机械转换器,介绍了其工作原理并设计了2D数字伺服阀专用DSP控制器,采用电流和位置双闭环算法对其性能进行了实验研究。实验结果表明,该电-机械转换器在幅值100%最大阀开口的阶跃信号输入下,上升时间为5 m s;正弦输入信号下,对应-3 dB的频宽分别约为305 Hz;其频响高于同类数字伺服阀用电-机械转换器。

首先介绍2D数字伺服阀的结构及工作原理,该阀采用闭环控制的步进电机作为电-机械转换器.然后设计嵌入式2D数字伺服阀控制器,为保证步进电机作为电-机械转换器具有较高的响应速度,同时又保证其具有较高的定位精度,提出步进电机采用同步式伺服电机的控制方法,在其定子各相通入90°相位差的连续变化的正弦电流,保证转子的输出角位移可以快速跟踪输入信号的变化.为了获得2D数字伺服阀的实际性能,建立实验平台,并对阀的性能进行实验研究.实验结果表明,采用同步式伺服电机控制算法的步进电机作为电-机械转换器的2D数字伺服阀具有良好的动态特性,在幅值25%的最大阀开口的正弦输入信号下,对应-3 dB的频宽约为130 Hz.

阐述了2D数字伺服阀的工作原理，建立了电一机械转换器的数学模型并进行了仿真分析，设计了2D数字伺服阀控制器，并对电一机械转换器及样阀进行了实验研究。理论和实验结果均表明，该电一机械转换器具有良好的频率特性，-3dB、-90°处的频宽约为250Hz。2D数字伺服阀在25％的最大阀开口下对应-3dB的频宽约为130Hz。

为研制用于驱动大流量伺服比例阀先导级的高响应电–机械转换器，提出采用异型永久磁铁励磁的动圈式直线电机(moving coil linear motor，MCLA)结构方案，给出设计准则，采用有限元计算方法分析磁路特征，计算结果表明，采用异型永久磁铁较规则形状可提高驱动力 7%以上。在此基础上，设计了驱动大流量伺服比例阀先导级的动圈式直线电机，并制造出样机，建立了测试系统，对样机的动静态特性进行试验测试，试验结果验证了设计计算的正确性，试验结果表明所研制的样机性能可以满足高响应大流量伺服比例阀先导级驱动要求。

针对常规电液比例阀在响应时间和响应速度等性能上的不足，设计了一种超高速电液比例阀，并且提出了8片瓦型有气隙Halbach磁化阵列型动圈式电-机械转换器。通过力特性分析，建立了超高速电液比例阀的动态数学模型，并对其动态性能进行了仿真研究。结果表明：仿真频宽达到395Hz／-3dB，465Hz／-90°，响应时间为0．0024s，而实验频宽达到300Hz／-3dB，响应时间为0．004 s,与仿真结果基本吻合。