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2011年 4月 机床与液压 Apr.2011
第39卷 第8期 MACHINETOOL HYDRAULICS Vo1.39No.8
DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2011.08.016
压电双晶片驱动式气动伺服阀性能的研究
袁锐波,罗碌,张宗成,何敏 ,刘森 ,张鹏 ,巴少男
(昆明理工大学流体控制工程研究所,云南昆明650093)
摘要:提出一种压电陶瓷片直接驱动的气动伺服阀,分析该伺服阀的工作原理 ,并采用解析法建立其动力学模型。分
别用Maflab和 AMESim软件对其进行仿真分析。仿真结果表明:该伺服阀的频宽为 1348Hz,高于传统电磁式伺服阀的;
响应时间为2.3ms,比普通电磁阀快 10—15倍 ;其还具有机械结构简单、抗干扰能力强、动态特性好等特点。
关键词:压电驱动;气动伺服阀;动态特性 ;仿真
中图分类号:TH138 文献标识码:A 文章编号:1001—3881(2011)8—066—3
StudyonPerformanceofPneumaticServoValveDrivenbyDoublePiezoelectricW afer
YUAN Ruibo,LUOJing,ZHANGZongcheng,HEMin,LIU Sen,ZHANGPeng,BAShaonan
(KunmingUniversityofScienceandTechnology,KunmingYunnan650093,China)
Abstract:A kindofpneumaticservovalvedrivenbypiezoelectricceramicwaspropose.Thedynamicmodelofthevalvewas
builtusinganalytical approachandtheworkingprincipleoftheservovalvewasanalyzed.Thesimulationanalysiswascarriedoutby
MatlabandAMESim softwarerespectively.Simulationresultsshow thatthevalvehashigherbandwidthandshorterresponsetimethan
traditionalelectromagneticseYvovalve.Thestepresponsetimeis2.3msandthebandwidthis1348Hz.Theservovalvehasthead—
vantagesofasimplemechanicalstructure,stronganti—interferenceandbetterdynamiccharacteristicsandSOon.
Keywords:PZT actuator;Pneumaticservovalve;Dynamicbehavior;Simulation
气动技术是实现工业生产 自动化和半 自动化的方 时,滑阀的左右两端就会形成压力差 ,推动阀芯 1运
式之一。由于气压传动系统使用安全、可靠,可以在 动,并由位移传感器2检测其位移 而产生反馈电
高温、振动、腐蚀 、易燃、易爆、强磁、辐射等恶劣 信号。当阀芯 1具有一定位移时,输入信号与反馈信
环境下工作,所 以气压传动技术的应用Et益广泛。传 号相等,压电材料两端的电压信号为零 ,消除了变
统的气动控制阀大量使用电磁铁作为电一机械转换驱 形 ,压电双晶片又回到了两个喷嘴的中间位置,而阀
动器,将控制信号转换为机械位移,推动阀芯,实现 1则移动了相应的位移 ,使阀输出流量。通过输入
通路的控制,但其存在体积大、功耗大、响应速度慢 正负电压就能实现滑阀的双向运动控制 。
和易受电磁干扰等缺点。近年来,压电驱动器作为一
种新型的转换器 ,在生产上得到应用,其是利用压电
晶体的振动转换形成被驱动体所需的运动或动力的一
种装置 ,是一
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