實驗名稱：

       功率(lv)放(fang)大器在(zai)音圈電機直驅水液(ye)壓閥的動(dong)態特性試驗研究(jiu)中的應用

實驗目的：

通過NI的多(duo)功(gong)能IO設備搭建基于LabVIEW的直驅(qu)閥閉環控制(zhi)系統，試驗研究(jiu)直驅(qu)閥的動態(tai)(tai)特性和穩態(tai)(tai)特性。

實驗設(she)備(bei)：

信號發生器，功率放大器，音圈電機直驅閥，力傳感器，位移傳感器，位置調節器

實驗內容：

次(ci)利用數學(xue)模型和仿真軟件MATLAB-Simulink 設(she)計直驅閥的閉環控制器(qi)，并分析系(xi)統的動(dong)態(tai)(tai)特性(xing)和(he)穩態(tai)(tai)特性(xing)。

（1）音(yin)圈(quan)電機直驅水液壓(ya)閥的開環(huan)試(shi)驗

開環試驗主要(yao)是(shi)給(gei)定音圈電機不同階躍(yue)電壓，觀察(cha)閥芯位(wei)移的穩態值，然后與仿真穩態值做以比較，驗證模型(xing)(xing)的準確(que)性或者理(li)論模型(xing)(xing)與實(shi)際模型(xing)(xing)之(zhi)間的差距。

（2）基(ji)于(yu)Simulink的PID閉環(huan)控(kong)制系統設計

控制系統由(you)位置環(huan)(huan)和電(dian)流(liu)環(huan)(huan)組成，以基于LabVIEW的(de)NI 設備(bei)為核心，主(zhu)要完成(cheng)電流和(he)位(wei)置閉(bi)環系統的(de)數據采集和(he)控(kong)制(zhi)算法。充分利用LabVIEW豐(feng)富的(de)IO功能，可對(dui)信號、穩定(ding)地進行檢測，便于控(kong)制(zhi)控(kong)制(zhi)系統的(de)實(shi)現。

（3）基于LabVIEW的PID直驅(qu)閥控制試驗研究

音(yin)圈電機直驅閥的閉(bi)環PID 的實現方法是:在桌面端編寫LabVIEW控制程序，配合多功能IO設備NI-6341完成PID控制算法的實現、控制量的輸出和電流傳感器、位移傳感器反饋信號的采集;然后NI-6341將PID控制量給到線性功率放大器，完成控制信號到功率驅動信號的轉變，用以驅動音圈電機。

實(shi)驗結(jie)果：

（1）試驗與仿(fang)(fang)真(zhen)穩態數(shu)(shu)值對(dui)比如圖(tu)所示，由(you)圖(tu)可以看出，仿(fang)(fang)真(zhen)模(mo)型能較好地描述閥芯(xin)位移變化的趨勢(shi)，最大偏(pian)差(cha)(cha)約為(wei)閥芯(xin)總行程(cheng)的5%;造(zao)成模(mo)型預(yu)測數(shu)(shu)據和(he)試驗數(shu)(shu)據的偏(pian)差(cha)(cha)來源是:實際(ji)中復位彈簧在壓(ya)縮量為(wei)1~3mm之(zhi)間時(shi)，其勁度系數(shu)(shu)分(fen)別為(wei)23N/mm、26.3N/mm、24.5N/mm，而(er)仿(fang)(fang)真(zhen)中彈簧的勁度系數(shu)(shu)設定為(wei)常數(shu)(shu)23N/mm。

（2）由對比曲線(xian)可(ke)以(yi)看出，試(shi)驗(yan)中的階(jie)躍曲線(xian)在調整時(shi)間(jian)上有較大滯(zhi)后，仿(fang)真(zhen)中位移在上升(sheng)階(jie)段很(hen)快，并且仿(fang)真(zhen)響應(ying)結果(guo)比試(shi)驗(yan)結果(guo)的位移超(chao)調量(liang)更大。分析原因，偏差(cha)應(ying)該來源于水壓閥(fa)(fa)的泄漏(lou)造(zao)成的阻尼(ni)效(xiao)應(ying)，以(yi)及仿(fang)真(zhen)模型(xing)中未予考慮的封閉(bi)容腔中動態流量(liang)變化引起的阻尼(ni)效(xiao)應(ying)，這(zhe)兩個(ge)阻尼(ni)作用使直驅閥(fa)(fa)的整體動態響應(ying)不能像仿(fang)真(zhen)中那樣好。

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