高频单向正弦流量控制阀的研究.docxVIP

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2025-07-21 发布于北京
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高频单向正弦流量控制阀的研究.docx

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第61卷第8期机械工程学报Vol.61No.8

2025年4月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGApr.2025

DOI：10.3901/JME.2025.08.362

高频单向正弦流量控制阀的研究*

丁川1,2朱宽宽1,2朱海鑫1,2孟彬1,2夏宁1,2阮健1,2

(1.浙江工业大学机械工程学院杭州310023；

2.浙江工业大学浙江省特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310023)

摘要：高频单向正弦流量信号可广泛应用于动态流量标定、瞬态液动力测量等领域。提出一种高频单向正弦流量控制阀，介绍它的结构和工作原理，并建立该流量控制阀的数学模型，利用Matlab软件对其模型进行仿真研究。最后，搭建试验平台对该流量控制阀样机的高频单向正弦流量信号发生性能进行试验验证。在施加不同幅值的阶跃信号的情况下，流量均未出现超调，最大调整时间约为0.8s；当使阀产生5～50Hz的单向正弦流量信号时，该阀在40Hz后输出的流量幅值才开始衰减，在阀达到所设计的最高输出频率50Hz时，其正弦流量幅值衰减约为8%；此时，给阀施加阶跃信号以改变所产生的正弦流量信号的均值，其对均值的阶跃响应均未出现超调，且不影响正弦流量信号幅值的发生。试验结果表明，本阀能够有效产生最大幅值为25L/min，频率为50Hz且均值流量可调范围为0～10L/min的单向正弦流量。

关键词：高频流量信号；单向正弦流；流量控制阀；传递函数；试验研究

中图分类号：TH137

StudyofHigh-frequencyUnidirectionalSinusoidalFlowControlValve

DINGChuan1,2ZHUKuankuan1,2ZHUHaixin1,2MENGBin1,2

XIANing1,2RUANJian1,2

(1.CollegeofMechanicalEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310023;

2.KeyLaboratoryofSpecialEquipmentManufacturingandAdvancedProcessingTechnologyofMinistryof

Education/ZhejiangProvince,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310023)

Abstract：Thehigh-frequencyunidirectionalsinusoidalflowsignalcanbeusedinawiderangeofapplicationssuchasdynamicflowcalibrationandtransienthydrodynamicmeasurement.Ahigh-frequencyunidirectionalsinusoidalflowcontrolvalveisproposed,itsstructureandworkingprincipleareintroduced,themathematicalmodelofthisflowcontrolvalveisestablished,anditsmodelissimulatedandstudiedusingMatlabsoftware.Finally,anexperimentalplatformisbuilttoexperimentallyverifythehigh-frequencyunidirectionalsinusoidalflowsignalgenerationperformanceofthisprototypeflowcontrolvalve.Whenstepsignalsofdifferentamplitudesareapplied,theflowdoe