直动式压电气动伺服阀阀芯运动系统建模分析.pdf

液压 气动与密 封 ／2Ol1年 第 4期 直动式压 电气动伺服阀阀芯运动系统建模分析 惠伟安 蒋宝中 路 波 王国栋 。 (1．国家气动产品质量监督检验中心 ，浙江奉化 315500； 2．奉华市气动工业协会 ，浙江奉化 315500； 3．天津电气传动设计研究所，天津 300180) 摘 要：本文主要研究气动控制领域的直动式压电气动伺服阀。阀芯运动机构是该 阀设计 的核心部分 ，主要由作为动力源的积层式压 电驱动器 、柔性铰链微位移放大机构 、阀芯 、弹性回复机构 以及相应 的连接件组成。设计基于柔性铰链微位移放大机构的阀芯运动机 构，结合有限单元法对 阀芯运动机构进行静力学与动力学的仿真分析 ，验证理论分析 ，为直动式压电气动伺服 阀总体设计 以及控制策 略的选择提供理论依据。 关键词：直动式压电气动伺服阀：积层式压 电驱动器；静力学与动力学；有限元分析 中圈分类号：TH138．51 文献标识码 ：A 文章编号：l008—0813(2011)04—0ol4—04 Modeling and AnalysisofCore Motion System in Piezoelectric—based Direct—action Pneumatic Servo Valve HU／Wei-oil JIANG Bao-zhonf LU Bo WANG C~o-dond (1．NationalQualitySupervisionAndInspectionCenterOfPneumaticProducts，Fenghua 315500，China； 2．Fenghua Pneumatic indust~ association，Fenghua 315500，China； 3．Tianjin electricitytransmission design institute，Tianjin 300180，China) Abstract：Thispapermainlyresearchesinthefiendofpneumaticcontrolthepiezoekctric—based direct-action pneumatic servo valves． Valve core movementmechanism isthe coreofthe valve design part， mainly by aspowersourcesproductlayertype piezoelectric actuators，flexible hinge micro displacementamplification mechanism，valve core， elastic recovery institutionsand the corresponding fittingscomponents．Designbasedontheflexiblehingemicrodisplacementamplificationmechanism ofvalvecoremovementmechanism， combined with finite elementmethod forvalve core sportsorganizationswere statics and dynamics ofthe simulation analysis， the theoreticalanalysisfor the piezoelectric——based direct——action pneumaticservovalvesoveralldesignandthecontrolstrategyofthechoice toprovidehtetheorybasis． Key W ords： the piezoelectric-based direct-action pneumatic servo valves； layer type piezoelectric actuators； statics and dynamics；finite elementanalysis U 刖 舌