1前言

　　隨(sui)著(zhe)汽(qi)輪(lun)機(ji)組(zu)容(rong)量(liang)的(de)不(bu)斷(duan)增(zeng)大(da)，火(huo)力(li)發(fa)電(dian)廠(chang)的(de)熱(re)力(li)係(xi)統(tong)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za)，自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)
，為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)電(dian)廠(chang)的(de)安(an)全(quan)經(jing)濟(ji)運(yun)行(xing)

，必(bi)須(xu)提(ti)高(gao)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。為(wei)此(ci)，對(dui)其(qi)調(tiao)節(jie)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)配(pei)套(tao)的(de)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)提(ti)出(chu)了(le)大(da)力(li)矩(ju)、長行程、高精確度、多功能、快速切斷及快速調節等高難度的技術要求。但目前控製係統中采用的各種閥門執行器存在著卡澀

、滯後
、sudumandengquexian，yanzhongyingxianglejizudeanquanjingjiyunxing。suizhejidianyeyitihuajishudefazhan，guowaiyikaifachuzhinengchengtaoshidianyezhixingqi
，gaizhixingqimeiyouwaizhifushushebei
，xitongjiandan，yunxingkekao，caozuofangbian
，jinjinianlaichengweimeiguoyixiedianchangdeshouxuanzhixingjigou。

2智能型閥門電液執行器的組成

　　智能型閥門電液執行器是由液動、控製、機電和計算機技術綜合為一體的特殊智能型電液執行器。該執行器由兩大部分組成：即機電伺服控製係統和液壓驅動係統。

2.1機電伺服控製係統

　　機電伺服控製係統的原理框圖如圖所示
，該係統采用數字化閉環控製方式。其基本思想是：位(wei)置(zhi)給(gei)定(ding)指(zhi)令(ling)和(he)位(wei)置(zhi)反(fan)饋(kui)信(xin)號(hao)共(gong)同(tong)對(dui)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，使(shi)其(qi)成(cheng)為(wei)一(yi)較(jiao)理(li)想(xiang)的(de)數(shu)字(zi)式(shi)積(ji)分(fen)環(huan)節(jie)，在(zai)此(ci)基(ji)礎(chu)上(shang)引(yin)入(ru)直(zhi)接(jie)檢(jian)測(ce)運(yun)動(dong)部(bu)件(jian)的(de)測(ce)量(liang)環(huan)節(jie)
，構(gou)成(cheng)包(bao)含(han)各(ge)種(zhong)誤(wu)差(cha)源(yuan)和(he)非(fei)線(xian)性(xing)環(huan)節(jie)的(de)全(quan)閉(bi)環(huan)係(xi)統(tong)，並(bing)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)對(dui)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)進(jin)行(xing)最(zui)少(shao)拍(pai)控(kong)製(zhi)。這(zhe)樣(yang)，該(gai)係(xi)統(tong)不(bu)但(dan)可(ke)使(shi)運(yun)動(dong)部(bu)件(jian)的(de)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)由(you)檢(jian)測(ce)環(huan)節(jie)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)決(jue)定(ding)，而(er)且(qie)可(ke)對(dui)各(ge)種(zhong)幹(gan)擾(rao)和(he)非(fei)線(xian)性(xing)因(yin)素(su)對(dui)運(yun)動(dong)部(bu)件(jian)產(chan)生(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)進(jin)行(xing)有(you)效(xiao)的(de)動(dong)態(tai)校(xiao)正(zheng)，使(shi)任(ren)何(he)時(shi)刻(ke)運(yun)動(dong)部(bu)件(jian)的(de)實(shi)際(ji)位(wei)移(yi)量(liang)總(zong)是(shi)嚴(yan)格(ge)跟(gen)隨(sui)指(zhi)令(ling)值(zhi)變(bian)化(hua)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)運(yun)動(dong)部(bu)件(jian)的(de)位(wei)移(yi)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)動(dong)態(tai)精(jing)度(du)。

 圖1機電伺服控製係統原理框圖

2.2液壓驅動係統

　　液壓驅動係統由雙杆液壓油缸
、液壓閥組
、雙向內齧合齒輪油泵
、高壓電磁閥及彈簧等組成的液壓驅動回路，係統回路的原理框圖如圖2suoshi。gaihuilucaiyongshuangxiangdingliangneinieheshichilunyoubeng，tongguogaibianyoubengshuruzhuansuheyouliudefangxiang，kongzhiyeyagangdeyundongfangxianghesudu，huiluzhongyalidedaxiaoqujueyufuzaidedaxiao，yinermeiyouguoshengdeyaliheduoyudeliuliang，xiaolvjiaogao。huiyoubeiyakezhijiezuoyongzaiyoubengdexirukoushang，bianweituidongyoubengxuanzhuandedongli，jianshaoyuandongjidegonglvxiaohao。danghuanxiangshiyouyuyundongguanxingerchanshengdeyeyachongji
，keyibeihuishoubianchengtuidongyoubengxuanzhuandedongli。youyuyikaoyeyabenggaibianyouliufangxiang
，yinerhuanxiangchongjixiao
，shiheyugonglvda、換向頻繁的液壓係統。

圖2液壓驅動回路原理圖

3智能型電液執行器的動態特性分析

3.1機電伺服控製係統的動態特性分析

　　機ji電dian伺si服fu控kong製zhi係xi統tong的de動dong態tai特te性xing主zhu要yao取qu決jue於yu位wei置zhi控kong製zhi器qi和he步bu進jin電dian機ji的de特te性xing。步bu進jin電dian機ji是shi將jiang脈mai衝chong信xin號hao轉zhuan換huan成cheng機ji械xie角jiao位wei移yi的de執zhi行xing元yuan件jian。步bu進jin電dian機ji轉zhuan子zi的de角jiao位wei移yi的de大da小xiao及ji轉zhuan速su分fen別bie與yu輸shu入ru的de電dian脈mai衝chong數shu及ji其qi頻pin率lv成cheng正zheng比bi，並bing在zai時shi間jian上shang與yu輸shu入ru脈mai衝chong同tong步bu。圖tu3為閉環步進位置控製係統的動態結構圖
，它包括位置控製器、被控對象和反饋通道等部分。

圖3閉環步進位置控製係統的動態結構圖

3.1.1位置控製器的傳遞函數

根據電液轉換器的位置控製特點和最小拍控製理論可得廣義對象傳遞函數為：

考慮到泄漏係數可以通過製造精度的提高而減少到不足以引起係統誤差，因而可以忽略泄漏係數的影響
，式（1）變為：

式中：T-位置檢測采樣周期；K-對象增益
，（K=KFKθKPKYA）/VC；N=（VC+A2EY）/VC。

3.1.2內齧合齒輪油泵的流量計算及其傳遞函數

根據內齧合齒輪油泵的工作原理，油泵的流量為：

Q=dv/dt=KP・dФ1/dt（3）

對式（3）進行拉氏變換，並以油泵流量為輸出，以電機轉角變化為輸入，得：

W(s)=Q(s)/Ф(s)=KPs（4）

3.2液壓驅動回路動態特性分析

　　根據液流的連續性，考慮到液壓缸的泄漏及油液的壓縮性
，並且液壓閥無流量調節功能，則回路的流量方程為：

對式（5）進行拉氏變換，並以流量為輸入
，以位移為輸出
，得：

3.3智能閥門電液執行器的動態穩定性分析

根據前麵的理論分析和圖3所示的係統結構，近似認為泄漏係數K1=0，可得係統開環傳遞函數為：

式中Kd=KFKθKPK為係統增益，當Kd=280時
，根據式（7）作出的開環波德圖如圖4所示。

　　根據奈魁斯特判據，當開環傳遞函數在右半S平麵沒有極點時，閉環係統穩定的充分必要條件是低於增益穿越頻率ωc的頻率範圍內開環相頻率特性不穿越-180o線，相位裕量γ不小於30~60o
，增益裕量Kd不小於4dB。

由圖4可知
，相位裕量γ為90o
，增益裕量Kd為11dB，符合奈魁斯特判據，所以係統是穩定的。

4結論

通過對智能閥門電液執行器的動態特性的分析，可以得出如下主要結論：

（1）智能閥門電液執行器係統穩定
、係統響應速度快。並且減少係統增益、減少液壓油缸的行程和增加阻尼均可增大係統穩定裕量。

（2）dangbukaolvzhinengdianyezhixingqidexielouxishushi，xitongwuwentaiwucha。yinci，zhiyaoshizhinengfamendianyezhixingqidexielouxishukongzhizaiweixiaozhifanweinei，keyigaishanxitongdongtaitexing，jianshaowentaiwucha。

（3）使用智能閥門電液執行器直接調節閥門，可以節省投資、檢修和維修費用，且因其作用力大而無卡澀滯後等缺陷，使調節的安全性和可靠性得以大幅度提高。

圖4智能電液執行器控製係統開環波德圖