高压阀口液动力补偿控制策略仿真分析.pdfVIP

第48卷第1期液压与气动Vol.48No.1

2024年1月ChineseHydraulicsPneumaticsJanuary.2024

doi:10.11832/j.issn.1000-4858.2024.01.001

高压阀口液动力补偿控制策略仿真分析

李海宾，沈俊，仇智，苏琦，张志豪，徐兵

（浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027）

摘要：直动式比例伺服阀是一种新型的单级伺服阀，采用比例电磁铁或线性力马达直接驱动滑阀运

动，具有成本低、频响高、抗污染能力强等优点，广泛应用于注塑机进给控制、轧机板厚控制系统等高速高精

度液压控制系统中。传统的直动式比例伺服阀采用PID控制策略实现阀芯的精确位置控制，在高压大流量

工况下（供油压力达到20MPa、流量大于100L/min），阀芯受到液动力扰动变得更加剧烈，易出现响应速度

慢、阀芯抖动的现象，影响了比例伺服阀的控制精度。为了解决大液动力扰动的问题,提出了一种基于指数

收敛干扰观测器的滑模控制器。通过建立阀芯动力学模型来设计滑模控制器，保证阀芯位置的高动态跟踪

性能；使用基于指数收敛的干扰观测器，估计阀芯动力学模型中液动力的不确定性扰动，解决高压大流量工

况下的阀芯液动力扰动补偿问题。搭建了比例伺服阀系统的联合仿真模型进行仿真验证，结果表明，提出的

控制器可以解决高压大流量工况下阀芯液动力扰动对阀芯位置控制的干扰问题。

关键词：直动式比例伺服阀；阀芯位置控制；滑模控制；液动力

中图分类号：TH137文献标志码：B

SimulationAnalysisofFluidForceCompensationControl

StrategyforHighPressureValvePort

LIHai-bin,SHENJun,QIUZhi,SUQi,ZHANGZhi-hao,XUBing

(StateKeyLaboratoryofFluidPowerMechatronicSystems,ZhejiangUniversity,Hangzhou,Zhejiang310027)

Abstract:Directproportionalservovalveisanewtypeofsingle-stageservovalve,whichusesproportionalsolenoid

orlinearforcemotortodrivethespoolvalvedirectly.Becauseithastheadvantagesoflowcost,highfrequency

responseandstronganti-pollutionability,itiswidelyusedinhigh-speedandhigh-precisionhydrauliccontrol

systems,suchasfeedcontrolofinjectionmoldingmachineandplatethicknesscontrolsystemofrollingmill.

TraditionaldirectproportionalservovalveadoptsPIDcontrolstrategytoachieveprecisespoolpositioncontrol.

However,undertheconditionofhighpressure(20MPa)andlargeflow(100L/min),theflowforcedisturbance

ofthevalvespoolbecomesmoreandmoreserious,whichleadst