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带位置反馈槽的新型电液比例换向阀性能研究( Research on the performance of a novel electro-hydraulic proportional directional valve with position-feedback groove )
Ruihao Zhao Yaoyao Liao Zisheng Lian Runze Li Yongchang Guo
以压水为流体动力源的液压顶板支架的精确姿态控制是智能化综采工作面的重要组成部分和研究方向。目前液压顶板支架上采用的大流量开/关换向阀不能满足顶板支架精确姿态控制的要求。为克服这一难题，提出了一种新型的两位三通电液比例换向阀用于液压顶板支架。新阀门包含两个先导级和两个主阀芯。两个先导级相互配合，控制两个主阀芯的运动，这两个主阀芯是进气阀芯和出气阀芯。进气门阀芯采用Valvistor原理。该阀可以实现P-A通道的手动先导控制和电液比例流量控制，并通过仿真模型进行了验证。本文建立了新型比例阀的静态和动态数学模型，分析了影响阀性能的关键参数，并用仿真模型进行了验证。针对供气压力、P-A压差和非线性干扰力对阀门稳态位移和响应速度的影响，提出了一种优化控制方案。结果表明，该优化方法能显著提高阀芯的响应速度，提高阀芯在斜率信号下位移的线性度。此外，还系统地分析了一种快速切换阀由于流量不连续而引起的腔室压力和阀芯位移的波动。分析表明，提高脉宽调制载频是减小波动幅度的有效途径。研究为一种液压顶板支架电液比例换向阀提供了新的设计思路和控制方法。
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