[發明專利]一種基于機構位移速度規劃的機液節流控制閥設計方法

有效

• 申請號: 201811270773.6
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109306979B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張宏宇;段培勇;陳奇;謝文建;張佳林;路世奇;程斐;徐鶴元;何寥;付曙光;蒙小蘇;吳建勝;劉學慧
• 申請（專利權）人: 北京航天發射技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02;F15B21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

一種基于機構位移速度規劃的機液節流控制閥設計方法，首先將給定的執行機構位移序列轉化為機液節流控制閥閥芯的位移序列，然后采用數值微分求解執行機構加速度信號，建立執行機構的動力學方程；將執行機構的動力學方程與液壓系統支配方程聯立，求解閥芯進出口處壓力數據序列；計算閥芯流量；通過閥芯的流量與進出口處壓力數據序列計算閥芯面積序列，再根據閥芯位移序列得到閥芯面積隨閥芯位移的變化關系曲線；最后根據閥芯面積隨閥芯位移的變化關系曲線設計節流控制閥芯徑向節流孔幾何形狀。本發明組成精簡，環節少，系統可靠性高，電氣系統失效后仍能正常工作，能夠適用更寬的高低溫使用環境。

技術領域

本發明涉及一種基于機構位移速度規劃的機液節流控制閥設計方法，屬于 液壓元件設計領域。

背景技術

液壓執行機構通常要按照規劃好的位移速度關系完成動作，如在行程末端 做均減速運動以保證平穩到位停止，在運動軌跡上某點附近平穩減速，在該點 外高速運動等。以往多采用電液控制系統實現這些特定的位移速度控制。電液 控制系統具有靈活可配置的突出優點，但因其軟硬件控制系統組成復雜、環節 多，對電氣系統依賴性高，適應高低溫極端環境性能差等問題，在如下幾種應 用場合下難以滿足使用要求或實現成本過高：(1)系統可靠性高、組成精簡， 環節少且對行程速度控制要求較高；(2)對電氣系統依賴程度低，電氣系統失 效后仍能正常工作；(3)使用環境苛刻，在高低溫環境下均能可靠工作。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種基于機構位移 速度規劃的機液節流控制閥設計方法。

本發明的技術解決方案是：

一種基于機構位移速度規劃的機液節流控制閥設計方法，包括如下步驟：

(1)根據執行機構和閥芯的運動形式確定轉化機構形式，據此將給定的執 行機構位移序列{x_i}轉化為機液節流控制閥閥芯的位移序列{y_i}，i為執行機構 和閥芯運動過程中的一個取樣點，i＝1,2,...,n，n為大于1的自然數，n為取樣點 總數；

(2)通過數值插值細化給定的執行機構位移速度規劃數據或執行機構與液 壓系統控制流量關系，并采用數值微分求解執行機構加速度信號，建立執行機 構的動力學方程；

(3)將執行機構的動力學方程與液壓系統支配方程聯立，求解閥芯進出口 處壓力數據序列；

(4)如果給定位移速度規劃數據，則根據執行機構的位移速度規劃數據， 計算閥芯流量；如果未給定位移速度規劃數據，則根據執行機構與液壓系統控 制流量關系，計算閥芯流量；

(5)通過閥芯的流量與進出口處壓力數據序列計算閥芯面積序列，再根據 閥芯位移序列得到閥芯面積隨閥芯位移的變化關系曲線；

(6)根據閥芯面積隨閥芯位移的變化關系曲線設計機液節流控制閥芯徑向 節流孔幾何形狀。

所述步驟(1)中，根據執行機構和閥芯的運動形式確定轉化機構形式的方 式如下表所示：