不同压降下伺服阀动态估算

文摘   2024-10-19 07:00   江苏  
伺服阀的动态一般是在标准条件下测得的,比如空载情况下,供油压力21Mpa,指令±25% PP,根据幅频或者相频曲线,可以读出-3dB以及-90°相位时的动态。

那么,在其它的供油压力下,比如1Mpa、2MPa、7Mpa。。。。伺服阀的动态是多少呢?与标准条件下测得得动态数据有什么关系,能否根据标准条件下的动态估算出不同压降下的动态数据?

根据自动控制原理,我们知道动态是与开环增益有关。

以经典的双喷嘴挡板式机械反馈伺服阀为例,

其开环增益为:

式中,r为转动中心至喷嘴中心的距离;b为小球中心至喷嘴中心的距离;kf为反馈杆刚度;Kq为前置级流量增益;Av为阀芯端面积;Kmf为力矩马达净刚度。

对于同一台伺服阀,机械参数是固定的,因此r、b、Kf、Av以及Kmf都是固定值。

当系统压力变化时,只有前置级流量是变化的。

根据流量公式:

我们可以知道,压力和流量是呈抛物线关系。因此,我们可以推测出:不同压降下的动态数据与标准动态应该是呈抛物线的二次函数关系。

假设标准条件下的压降为Ps,动态为fps,任一压降为Pm,动态为Fpm,那么根据标准动态数据,压降Pm时,动态fpm数据是多少呢?

假设标准条件下,压降为1600Psi, 动态为200Hz,那么2000Psi时,动态是多少?请看下面这张图。

这张图给出了不同压降下动态之间的关系。

根据图可得:

Ps/Pm=1600/2000=0.8

再根据图,横坐标0.8时,纵坐标fps/fpm=0.92

可以估算出fpm=200/0.92=217.4Hz

实际上,不用看图,根据前面流量公式,可以更加快速得估算:

压降比为0.8,那么流量比为0.89,则2000psi下的动态为:

Fpm=200/0.89=224.7

与图中读取的数值略有差异,但是比较接近了。


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