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1、力反馈两级伺服阀特性仿真指导书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 月仿真一仿真一 压力流量特性测试压力流量特性测试一、仿真目的一、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 PL
2、 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。图 1 伺服阀的压力流量特性曲线1 伺服阀压力流量特性测试实验原理图伺服阀压力流量特性测试实验原理图图 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
3、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伺服阀压力流量特性测试仿真模型图 3 伺服阀压力流量特性测试仿真模型伺服阀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
4、液伺服阀线圈（2.Input Signal 频率 0.2Hz，幅值 0A，平均值设置为 0.01*i） ；4) 节流阀开度控制信号参数设置为：5）进入Parameter mode 参数模式，菜单 SettingsGlobal Parameters添加参数 i。菜单 SettingsBatch Parameters，设置批处理参数。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，-0.5,0,0.5,1。 6)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
5、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；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、思考题四、思考题（1）伺服阀负载特性曲线有何用处？ 五、实验报告五、实验报告1 伺服阀压力伺服阀压力输入信号特性曲线输入信号特性曲线变量 i 分别取 -1，-0.8,-0.6，-0.4，-0.2，0,0.2,0.4,0.6,0.8，1仿真二仿真二 空载流量特性测试空载流量特性测试一、仿真目的一、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
6、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 I(或输入电压)之间的函数关系曲线。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
7、提示出伺服阀零位特性的类型(如零开口、正开口、负开口)。伺服阀图 2 伺服阀的压力流量特性曲线2 伺服阀空载流量特性测试仿真模型伺服阀空载流量特性测试仿真模型图 3 伺服阀空载流量特性测试仿真模型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） ；
8、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.Input Signal 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；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 nQKI四、思考题四、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
9、性有何影响？五、实验报告五、实验报告1 伺服阀流量伺服阀流量输入信号特性曲线输入信号特性曲线（如果是 Batch Run，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计算伺服阀零位流量增益仿真三仿真三 压力特性测试压力特性测试一、仿真目的一、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
10、特性测试三、压力特性测试1 伺服阀压力特性测试实验原理图伺服阀压力特性测试实验原理图图 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。伺服阀图 2 伺服阀压力特性曲线2 伺服阀压力特性测试仿真模型伺服阀压力特性测试仿真模型图 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 AMES
11、im 仿真模型如图 3 所示。3 仿真测试步骤和方法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（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.Input Signal 频率 0.2Hz，幅值 0.01A） ；4)仿真 10 秒。5）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；图 4 变量的后处理6
12、)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。s p nPKI四、思考题四、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、实验报告五、实验报告1 伺服阀压力伺服阀压力输入信号特性曲线输入信号特性曲线2 伺服阀零位压力增益计算伺服阀零位压力增益计算仿真四仿真四 泄漏量测试泄漏量测试一、仿真目的一、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、仿真内容二、仿真内容
13、伺服阀泄漏量测试；三、泄漏量测试三、泄漏量测试1 伺服阀泄漏量测试实验原理图伺服阀泄漏量测试实验原理图图 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，测出泄泄漏量漏量与电流关系曲线。伺服阀图 2 伺服阀泄漏量曲线2 伺服阀泄漏量测试仿真模型伺服阀泄漏量测试仿真模型Input Singal-UiPower SupplyLeakage -Qc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 A
14、MESim 仿真模型如图 3 所示。3 仿真测试步骤和方法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（1.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.Input Signal 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泄漏量曲线图。四、思考题四、思考题（1）由试验得到泄
15、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、实验报告五、实验报告伺服阀泄漏量伺服阀泄漏量输入信号特性曲线输入信号特性曲线仿真五仿真五 频率响应特性测试频率响应特性测试一、仿真目的一、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。二、仿真内容二、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
16、 为定值、负载压力P1=0MPa 时，输出流量 QL 与输入电流 I(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。伺服阀图 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伺服阀频率响应特性测试仿真模型图 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（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（
