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《壓電雙晶片驅(qū)動(dòng)式氣動(dòng)伺服閥性能的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、2011年4月機(jī)床與液壓Apr.2011第39卷第8期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1.39No.8DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2011.08.016壓電雙晶片驅(qū)動(dòng)式氣動(dòng)伺服閥性能的研究袁銳波,羅碌,張宗成,何敏,劉森,張鵬,巴少男(昆明理工大學(xué)流體控制工程研究所,云南昆明650093)摘要:提出一種壓電陶瓷片直接驅(qū)動(dòng)的氣動(dòng)伺服閥,分析該伺服閥的工作原理,并采用解析法建立其動(dòng)力學(xué)模型。分別用Maflab和AMESim軟件對(duì)其進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明:該伺服閥的頻寬為1348Hz,高于傳統(tǒng)電磁式伺
2、服閥的;響應(yīng)時(shí)間為2.3ms,比普通電磁閥快10—15倍;其還具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)特性好等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:壓電驅(qū)動(dòng);氣動(dòng)伺服閥;動(dòng)態(tài)特性;仿真中圖分類號(hào):TH138文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001—3881(2011)8—066—3StudyonPerformanceofPneumaticServoValveDrivenbyDoublePiezoelectricWaferYUANRuibo,LUOJing,ZHANGZongcheng,HEMin,LIUSen,ZHANGPeng,BAShaonan(KunmingUniversi
3、tyofScienceandTechnology,KunmingYunnan650093,China)Abstract:Akindofpneumaticservovalvedrivenbypiezoelectricceramicwaspropose.Thedynamicmodelofthevalvewasbuiltusinganalyticalapproachandtheworkingprincipleoftheservovalvewasanalyzed.ThesimulationanalysiswascarriedoutbyMatlaband
4、AMESimsoftwarerespectively.SimulationresultsshowthatthevalvehashigherbandwidthandshorterresponsetimethantraditionalelectromagneticseYvovalve.Thestepresponsetimeis2.3msandthebandwidthis1348Hz.Theservovalvehasthead—vantagesofasimplemechanicalstructure,stronganti—interferencean
5、dbetterdynamiccharacteristicsandSOon.Keywords:PZTactuator;Pneumaticservovalve;Dynamicbehavior;Simulation氣動(dòng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化的方時(shí),滑閥的左右兩端就會(huì)形成壓力差,推動(dòng)閥芯1運(yùn)式之一。由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠,可以在動(dòng),并由位移傳感器2檢測(cè)其位移而產(chǎn)生反饋電高溫、振動(dòng)、腐蝕、易燃、易爆、強(qiáng)磁、輻射等惡劣信號(hào)。當(dāng)閥芯1具有一定位移時(shí),輸入信號(hào)與反饋信環(huán)境下工作,所以氣壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用Et益廣泛。傳號(hào)相等,壓電材料兩端的電壓
6、信號(hào)為零,消除了變統(tǒng)的氣動(dòng)控制閥大量使用電磁鐵作為電一機(jī)械轉(zhuǎn)換驅(qū)形,壓電雙晶片又回到了兩個(gè)噴嘴的中間位置,而閥動(dòng)器,將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移,推動(dòng)閥芯,實(shí)現(xiàn)1則移動(dòng)了相應(yīng)的位移,使閥輸出流量。通過輸入通路的控制,但其存在體積大、功耗大、響應(yīng)速度慢正負(fù)電壓就能實(shí)現(xiàn)滑閥的雙向運(yùn)動(dòng)控制。和易受電磁干擾等缺點(diǎn)。近年來,壓電驅(qū)動(dòng)器作為一種新型的轉(zhuǎn)換器,在生產(chǎn)上得到應(yīng)用,其是利用壓電晶體的振動(dòng)轉(zhuǎn)換形成被驅(qū)動(dòng)體所需的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的一種裝置,是一項(xiàng)不同于傳統(tǒng)氣動(dòng)閥的技術(shù)”。壓電晶體產(chǎn)生的位移與輸入信號(hào)有良好的線性關(guān)系,控制方便,產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力大,功耗低,響應(yīng)快。將
7、壓電材料的逆壓電器件取代力矩馬達(dá)作為電氣伺服元件的前置級(jí)放大器,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)的快速、可靠、高精度的控制。1壓電雙晶片氣動(dòng)伺服閥的工作原理AB壓電雙晶片氣動(dòng)伺服閥是由PZT材料的雙晶片圖1壓電雙晶片氣動(dòng)伺服閥的閥芯運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖作為伺服閥前置級(jí)放大器的擋板。如圖1所示。當(dāng)伺2壓電雙晶片氣動(dòng)伺服閥數(shù)學(xué)模型的建立服閥輸入電信號(hào)時(shí),因閥芯1來不及運(yùn)動(dòng),故加法器由圖1可知,基本方程為:輸出的偏差信號(hào)不為零,其將給壓電材料一個(gè)電壓信(1)雙晶片型壓電陶瓷的電壓與位移方程號(hào),使壓電材料變形從而向左或向右偏離中位,此收稿日期:2010—05—24作者簡(jiǎn)介
8、:袁銳波(1968一),男,副教授,主要從事電氣液比例伺服技術(shù)的研究和教學(xué)工作。電話:0871—5103546,E—mail:zongcheng886