新型液壓元件及集成技術(shù)(第6章)

新型液壓元件與集成技術(shù)(New-typeHydraulicComponent&IntegratedTechnology)

授課教師：龍威掌握新型液壓元件（插裝閥、疊加閥、數(shù)字元件等）的工作原理、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)教學(xué)目的了解和掌握新型液壓元件及系統(tǒng)中的比例控制技術(shù)了解和掌握新型液壓元件及系統(tǒng)中的數(shù)字控制技術(shù)

了解和掌握新型液壓元件及系統(tǒng)的集成技術(shù)等學(xué)科理論和知識(shí)

了解采用新型液壓元件的液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法對(duì)新型液壓元件有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，并掌握相關(guān)知識(shí)新型液壓元件及集成技術(shù)新型液壓閥與集成系統(tǒng)電液比例技術(shù)的基礎(chǔ)理論液壓控制放大器電液比例控制系統(tǒng)與集成技術(shù)插裝閥及其集成技術(shù)數(shù)字式液壓元件與集成技術(shù)

液壓元件疊加集成技術(shù)第六章數(shù)字式液壓元件與系統(tǒng)集成技術(shù)

由數(shù)字信號(hào)直接控制的液壓元件，稱(chēng)為數(shù)字式液壓元件。數(shù)字控制是指控制信號(hào)在進(jìn)行處理和運(yùn)算過(guò)程中，是以數(shù)字量的形式來(lái)進(jìn)行的控制形式。

液壓控制進(jìn)入了與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的電子液壓控制階段，出現(xiàn)了模擬式流體控制及脈沖流體控制，稱(chēng)為連續(xù)流體控制和脈沖流體控制。脈沖流體控制是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可直接進(jìn)行控制的流體脈沖，從而使液壓控制數(shù)字化。即用液壓產(chǎn)生很大的動(dòng)力，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的信息處理，能對(duì)大功率系統(tǒng)完成高精度、高速度和高可靠性的控制法。這就是液壓數(shù)字控制的本質(zhì)。電、液、氣控制的分類(lèi)

液壓數(shù)字控制技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是可以采用各種控制理論，甚至智能控制理論，形成先進(jìn)的控制手段，保證電液系統(tǒng)獲得最優(yōu)的性能，控制功能更強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)算，可以采用軟件代替部分復(fù)雜的硬件，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)控制精度。它充分地結(jié)合了液壓能傳遞較大功率的優(yōu)越性與電子控制及計(jì)算機(jī)控制的靈活性。目前研制開(kāi)發(fā)的數(shù)字式液壓元件產(chǎn)品，有電液數(shù)字閥、電液數(shù)字液壓馬達(dá)（直線(xiàn)式、旋轉(zhuǎn)式）、電液數(shù)字變量泵、電液數(shù)字缸等。數(shù)字閥電液數(shù)字控制閥（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)字閥）是由數(shù)字信號(hào)直接控制液流的壓力、流量和方向的液壓閥。計(jì)算機(jī)的輸出信號(hào)是電脈沖序列，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電源調(diào)制放大，輸出一定頻率和頻寬的電壓、電流信號(hào)，數(shù)字閥接受驅(qū)動(dòng)電源的電信號(hào)，移動(dòng)液壓閥芯，并根據(jù)脈沖頻率和寬度輸出相應(yīng)的流量和壓力。數(shù)字閥的基本工作原理、分類(lèi)和特點(diǎn)數(shù)字閥控制系統(tǒng)的組成數(shù)字閥和電液伺服閥及比例閥相比，突出的特點(diǎn)是，能直接與計(jì)算機(jī)接口，不需D/A轉(zhuǎn)換器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，抗污染能力強(qiáng)，工作可靠，操作維修方便，數(shù)字閥的輸出量

。能準(zhǔn)確，可靠地由脈沖頻率或?qū)挾日{(diào)節(jié)控制，抗干擾能力強(qiáng)，而且滯環(huán)小，重復(fù)精度高，可得到較高的開(kāi)環(huán)控制精度等，因此得到了迅速發(fā)展。在計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制的電液系統(tǒng)中，能取代伺服閥和比例閥。

按控制方式不同，可分為增量式數(shù)字閥和脈寬調(diào)制（PWM）式高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥兩大類(lèi)。脈沖信號(hào)脈沖是脈動(dòng)和短促的意思，凡是具有不連續(xù)波形的信號(hào)均可稱(chēng)為脈沖信號(hào)。廣義講，各種非正弦信號(hào)都是脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)的參數(shù)trtftpT0.9Um0.5Um0.1UmUm矩形脈沖信號(hào)的主要參數(shù)脈沖幅度脈沖周期脈沖寬度上升時(shí)間下降時(shí)間占空比D－－脈沖寬度與脈沖周期的比值，D＝tp/T。增量式數(shù)字閥的控制方式是采用由脈沖數(shù)調(diào)制（PNM）演變而成的增量控制方式。電/機(jī)轉(zhuǎn)換器是步進(jìn)電機(jī)，用它來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓閥芯工作的，因此又稱(chēng)步進(jìn)式數(shù)字閥。高速開(kāi)關(guān)式數(shù)字閥的控制方式主要是脈寬調(diào)制式（PWM），按被調(diào)制的參數(shù)不同，還有脈幅調(diào)制（PAM），脈碼調(diào)制（PCM），脈數(shù)調(diào)制(PNM)和脈頻調(diào)制(PFM)等。五種脈沖量的調(diào)制方法

①脈幅調(diào)制(PAM)：用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列的幅度，使脈沖幅度在其平均值上下隨調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)值變化。這是脈沖調(diào)制中最簡(jiǎn)單的一種。脈幅調(diào)制是A.H.里夫在20世紀(jì)30年代發(fā)明的，在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實(shí)用。但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，脈幅調(diào)制的已調(diào)波在傳輸途徑中衰減,抗干擾能力差，往往只用作連續(xù)信號(hào)采樣的中間步驟。

②脈寬調(diào)制(PDM)：用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列中各脈沖的寬度，使每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間與該瞬時(shí)的調(diào)制信號(hào)值成比例。此時(shí)脈沖序列的幅度保持不變，被調(diào)制的是脈沖的前沿或后沿，或同時(shí)是前后兩沿，使脈沖持續(xù)時(shí)間發(fā)生變化。脈寬調(diào)制也是20世紀(jì)30年代里夫發(fā)明的。

③脈位調(diào)制(PPM)：用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列中各脈沖的相對(duì)位置（即相位），使各脈沖的相對(duì)位置隨調(diào)制信號(hào)變化。此時(shí)脈沖序列中脈沖的幅度和寬度均保持不變。脈位調(diào)制在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實(shí)用。脈位調(diào)制的傳輸性能較好，常用于視距微波中繼通信系統(tǒng)。

④脈頻調(diào)制(PFM)：用調(diào)制信號(hào)控制脈沖的重復(fù)頻率，即單位時(shí)間內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)，使脈沖的重復(fù)頻率隨調(diào)制信號(hào)變化。此時(shí)脈沖序列中脈沖的幅度和寬度均保持不變。主要用于儀表測(cè)量等方面。

⑤脈碼調(diào)制(PCM)：1937年脈幅調(diào)制和脈寬調(diào)制的發(fā)明者A.H.里夫提出用脈沖的有無(wú)的組合來(lái)傳遞聲音，后來(lái)把這種方法稱(chēng)為脈碼調(diào)制。但脈碼調(diào)制到20世紀(jì)50年代才開(kāi)始實(shí)用化。脈碼調(diào)制有三個(gè)過(guò)程：采樣、量化和編碼。即先對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，并對(duì)采樣值進(jìn)行量化（整量化），再對(duì)經(jīng)過(guò)采樣和量化后的信號(hào)幅度進(jìn)行編碼，因此脈碼調(diào)制的本質(zhì)不是調(diào)制，而是數(shù)字編碼，所以能充分保證傳輸質(zhì)量。由編碼得到的數(shù)字信號(hào)可根據(jù)需要再對(duì)高頻振蕩載波進(jìn)行調(diào)制。脈碼調(diào)制不是用改變脈沖序列的參數(shù)來(lái)傳輸信息，而是用參數(shù)固定的脈沖的不同組合來(lái)傳遞信息

。數(shù)字閥分類(lèi)增量式數(shù)字閥就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓閥。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成比例，步進(jìn)電機(jī)每得到一個(gè)脈沖信號(hào)，便得到與輸入脈沖數(shù)成比例的轉(zhuǎn)角，每個(gè)脈沖使步進(jìn)電機(jī)沿給定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一固定的步距角，再通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)換器（絲桿-螺母副或凸輪機(jī)構(gòu)），使轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成軸向位移，帶動(dòng)閥芯移動(dòng)相應(yīng)的步數(shù)，得到與之相適應(yīng)的閥開(kāi)口度，從而獲得與輸入脈沖數(shù)成比例的壓力，流量值。增量式數(shù)字閥閥的輸出量與輸入脈沖數(shù)成正比，輸出響應(yīng)速度與輸入脈沖頻率成正比，對(duì)于步進(jìn)電機(jī)的步距角，閥的輸出量有一定的分辨率，它直接決定了閥的最高控制精度。由于步進(jìn)電機(jī)的控制方式為步進(jìn)的，對(duì)輸入的脈沖數(shù)有記憶作用，并且輸出量與累計(jì)的輸入脈沖數(shù)量成比例，所以這種控制方式又稱(chēng)脈數(shù)調(diào)節(jié)(PNM)控制。實(shí)際上，每一采樣周期的步數(shù)是在原有采樣周期的基礎(chǔ)上增加或減少一些步數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此PNM的控制方式已演化為增量控制方式，從而達(dá)到需要的幅值。這種在前一次控制的基礎(chǔ)上，增加或減少一些脈沖數(shù)（反向控制）以達(dá)到控制目的的方法稱(chēng)為增量控制法。

增量式數(shù)字閥—步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字閥的組成部分。它是一種D/A轉(zhuǎn)換型的電—機(jī)轉(zhuǎn)換器，利用電磁作用原理工作，接受電脈沖信號(hào)，而輸出脈沖型機(jī)械轉(zhuǎn)角，最后使液壓閥在脈沖流體控制下工作。由定子和轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子是一導(dǎo)磁體，定子是由繞有A.B.C.D四相激磁繞組的四對(duì)極靴構(gòu)成，當(dāng)定子得到脈沖信號(hào)，各相繞組依次通電時(shí)利用轉(zhuǎn)子和定子間的徑向間隙吸力使轉(zhuǎn)子被吸合，促使轉(zhuǎn)子一步步轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成比例。在時(shí)間上轉(zhuǎn)角與輸入脈沖同步，即轉(zhuǎn)速與輸入信號(hào)的脈沖頻率有關(guān)。1—轉(zhuǎn)子鐵芯；2—定子鐵芯；3—定子繞組1—轉(zhuǎn)子鐵芯；2—定子鐵芯；3—定子繞組轉(zhuǎn)子每一步的轉(zhuǎn)角稱(chēng)為步距角。為使步進(jìn)電機(jī)得到較小的步距角，在定子的每一極上和轉(zhuǎn)子的外周上分割出若干小的輪齒，并且定子相鄰極靴上的齒，在周向錯(cuò)開(kāi)1/4齒距。若脈沖分配器按A-B-C-D順序向各相依次通電，轉(zhuǎn)子每步轉(zhuǎn)動(dòng)至其某齒軸線(xiàn)和通電定子極靴中心齒軸線(xiàn)對(duì)齊位置。高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥

脈寬調(diào)制式(PWM)數(shù)字閥又稱(chēng)高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥，其數(shù)字信號(hào)控制方式為脈寬調(diào)制式。即控制液壓閥的信號(hào)是一系列幅值相等，而在每一周期內(nèi)寬度不同的脈沖信號(hào)。其實(shí)質(zhì)是高速開(kāi)關(guān)閥通過(guò)脈寬調(diào)制(PWM)使流體形成脈沖流體，再利用脈沖寬度的變化而連續(xù)地控制流量和壓力的變化。脈寬調(diào)制式高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥控制系統(tǒng)工作原理框圖高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥由電磁式驅(qū)動(dòng)器和液壓閥組成,其中液壓閥的工作原理及結(jié)構(gòu)與其它閥不同,它是一種快速切換的開(kāi)關(guān),只有全開(kāi)和全閉兩種工作狀態(tài)，以開(kāi)啟時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)控制流量或壓力等液壓參數(shù)，其驅(qū)動(dòng)部件仍以電磁式電氣－機(jī)械轉(zhuǎn)換器為主，主要是力矩馬達(dá)和各種電磁鐵。脈寬調(diào)制信號(hào)是頻率不變，開(kāi)啟時(shí)間比率不同的脈沖信號(hào)。開(kāi)啟時(shí)間tp稱(chēng)為有效脈寬時(shí)間，tp對(duì)采樣周期的比值tp/T稱(chēng)為脈寬占空比。信號(hào)的脈寬調(diào)制6.3典型的數(shù)字閥結(jié)構(gòu)6.3.1數(shù)字溢流閥6.3.2數(shù)字流量閥

(1)直接驅(qū)動(dòng)式(2)壓力補(bǔ)償式6.3.3數(shù)字方向閥6.3.4高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥

(1)滑閥式(2)錐閥式(3)球閥式(4)壓電晶體式(5)超磁滯伸縮式▼數(shù)字溢流閥(b)直動(dòng)式職能符號(hào)

凸輪3將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)節(jié)桿6的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。先導(dǎo)閥調(diào)節(jié)彈簧19的壓縮量由步進(jìn)電機(jī)通過(guò)凸輪、調(diào)節(jié)桿給定，從而調(diào)節(jié)了先導(dǎo)錐閥芯18開(kāi)口處的壓力。閥的最高壓力和最低壓力取決于凸輪3的導(dǎo)程和先導(dǎo)閥調(diào)節(jié)彈簧19的剛度。該閥的電—機(jī)轉(zhuǎn)換器為混合式步進(jìn)電機(jī)；

機(jī)械轉(zhuǎn)換器為凸輪機(jī)構(gòu)。工作原理：▲直接驅(qū)動(dòng)式數(shù)字流量閥增量式數(shù)字流量閥1—步進(jìn)電機(jī)；2—滾珠絲杠；3—節(jié)流閥閥芯；4—閥套；5—連桿；6—零位傳感器增量式數(shù)字流量閥

步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)滾珠絲杠2轉(zhuǎn)化為軸向位移，帶動(dòng)節(jié)流閥閥芯3移動(dòng)，控制閥口的開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。該閥的閥口由相對(duì)運(yùn)動(dòng)的閥芯3和閥套4組成，閥套上有兩個(gè)通流孔口。左邊一個(gè)為全周開(kāi)口，右邊一個(gè)為非全周開(kāi)口。閥芯移動(dòng)時(shí)先打開(kāi)右邊的節(jié)流口，得到較小的控制流量；閥芯繼續(xù)移動(dòng)，則打開(kāi)左邊閥口，流量增大。

工作原理：

閥的液流流入方向?yàn)檩S向，流出方向與軸線(xiàn)垂直，這樣可抵消一部分閥開(kāi)口流量引起的液動(dòng)力，并使結(jié)構(gòu)緊湊。連桿5的熱膨脹，可起溫度補(bǔ)償作用，減小溫度變化引起流量的不穩(wěn)定。閥上的零位傳感器6用于在每個(gè)控制周期終了控制閥芯回到零位，以保證每個(gè)工作周期有相同的起始位置，提高閥的重復(fù)精度。特點(diǎn)：▲壓力補(bǔ)償式數(shù)字流量閥1噴嘴；2擋板；3流量控制閥4壓力補(bǔ)償閥芯5彈簧6、7固定節(jié)流孔

該閥的液壓部分由噴嘴擋板閥、流量控制滑閥和壓力補(bǔ)償閥組成。流量控制閥芯3左右端的承壓面積分別為A1、A2且之比為1：2。先導(dǎo)控制壓力油作用于A1腔，同時(shí)經(jīng)阻尼孔7進(jìn)入A2腔。A2腔壓力也即噴嘴1前的壓力，此壓力受?chē)娮鞕n板閥控制。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)以一定步數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)凸輪使檔板2位移，擋板和噴嘴之間的距離減少，A2面上壓力升高，流量控制閥芯3在此壓力作用下得到相應(yīng)位移，打開(kāi)節(jié)流控制口，液流從P腔至C腔得到與步數(shù)成比例的流量。主閥芯運(yùn)動(dòng)使噴嘴與擋板間距離加大回到原始狀態(tài)，即A1、A2面上的總作用力平衡時(shí)停止。

工作原理：▲高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥1定義：

☆高速開(kāi)關(guān)式數(shù)字閥：又稱(chēng)脈寬調(diào)制式數(shù)字閥。2分類(lèi)：(1)按工作位置數(shù)目及通道數(shù)可分為:三位四通、二位三通和二位二通。（其中二位三通和二位二通兩種最常見(jiàn)。）(2)按電-機(jī)轉(zhuǎn)換裝置可分為:

螺管電磁鐵式、盤(pán)式電磁鐵式、力矩馬達(dá)式和壓電晶體式等多種。(3)按閥芯的結(jié)構(gòu)形式可分為:

圓柱滑閥式、錐閥式、球閥式和噴嘴擋板式

。

▲

這種閥的優(yōu)點(diǎn)是容易獲得液壓力平衡和液動(dòng)力補(bǔ)償，可在較大的壓力和流量下工作，可得到多工位和多通道的開(kāi)關(guān)閥，但會(huì)使工作行程加長(zhǎng)，影響快速性，要求加工精度高，而密封性差，因泄漏會(huì)影響控制精度。電磁鐵斷電時(shí)，彈簧5使閥芯4復(fù)位保持在A口和T口相通位置上，電磁鐵通電時(shí)，銜鐵1左移通過(guò)推桿2使閥芯4左移P口與A口相通。

滑閥式

螺管電磁鐵驅(qū)動(dòng)的滑閥式二位三通高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥1—銜鐵；2—推桿；3—閥套；4—閥芯；5—彈簧▲

此閥的優(yōu)點(diǎn)是可克服滑閥的行程長(zhǎng)和泄漏，也可克服球閥的壓力不平衡，作為二位二通開(kāi)關(guān)數(shù)字閥比較理想，但不能做成三通或四通開(kāi)關(guān)數(shù)字閥。錐閥式

盤(pán)式電磁鐵-錐閥組合的數(shù)字閥結(jié)構(gòu)圖1—盤(pán)式電磁鐵；2—彈簧；3—錐形閥芯；4—閥套

通電時(shí)盤(pán)式銜鐵1左移，帶動(dòng)閥芯3開(kāi)啟閥口；斷電時(shí)彈簧2壓銜鐵向右復(fù)位，閥口關(guān)閉。在恒定的采樣周期內(nèi)，控制“開(kāi)”“關(guān)”時(shí)間，即可得到不同的流量。盤(pán)式電磁鐵主要受表面力作用，電磁作用力較大，可達(dá)120N，而行程較短，因此這種閥的閥芯行程也較短。▲電磁鐵驅(qū)動(dòng)的錐閥式高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥1—錐閥芯；2—銜鐵；3—彈簧；4—線(xiàn)圈；5—阻尼孔；6—閥套

當(dāng)線(xiàn)圈4通電時(shí)，銜鐵2右移，使與其連接的錐閥芯1開(kāi)啟，壓力油從P口經(jīng)閥體流入控制腔A口，為防止開(kāi)啟時(shí)閥因穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力而關(guān)閉和減小控制電磁力，該閥通過(guò)射流對(duì)鐵芯的作用來(lái)補(bǔ)償液動(dòng)力。斷電時(shí)，彈簧3使錐閥關(guān)閉。閥套6上有一阻尼孔5，用以補(bǔ)償液動(dòng)力。6.4數(shù)字閥的性能分析6.4.1靜態(tài)特性

(1)增量式數(shù)字閥的靜態(tài)特性

(2)高速開(kāi)關(guān)閥的靜態(tài)特性

(3)改善靜態(tài)特性的途徑6.4.2動(dòng)態(tài)特性

(1)增量式數(shù)字閥的動(dòng)態(tài)特性

(2)高速開(kāi)關(guān)閥的動(dòng)態(tài)特性

(3)改善動(dòng)態(tài)特性的途徑數(shù)字閥的性能指標(biāo)，既與閥本身的性能有關(guān)，也與控制信號(hào)和放大器的結(jié)構(gòu)及主機(jī)的匹配有關(guān)，是一項(xiàng)綜合性指標(biāo)。▼增量式數(shù)字閥的靜態(tài)特性

數(shù)字閥的靜態(tài)特性可用輸入的脈沖數(shù)或脈寬占空比與輸出流量或壓力之間的關(guān)系式或曲線(xiàn)表示。（a）壓力閥特性（b）流量閥特性（c）方向流量閥特性增量式數(shù)字閥的靜態(tài)特性曲線(xiàn)★增量式數(shù)字閥的分辨率：是指閥的被控量從最低至最高所對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)。此數(shù)大，則分辨率高。

閥的其他靜態(tài)性能指標(biāo)還包括：線(xiàn)性度、滯環(huán)、死區(qū)、飽和等?！咚匍_(kāi)關(guān)閥的靜態(tài)特性

脈寬占空比1％二位三通型流量特性

脈寬占空比1％二位三通型壓力特性

閥的靜態(tài)性能與采樣周期T有關(guān)：當(dāng)T較小時(shí)，由于可控脈寬相應(yīng)較小，所以輸出控制流量也較??；反之亦然。閥有約20%的死區(qū)和10-20%的飽和區(qū)。閥的平均流量q隨著占空比的增加而增加，并且基本滿(mǎn)足線(xiàn)性關(guān)系。在占空比不變時(shí)，閥的q隨供油壓力增加而增加：(1)調(diào)制頻率較低時(shí)，曲線(xiàn)粗糙度大即流量脈動(dòng)大，(2)隨著調(diào)制頻率的增加，流量脈動(dòng)會(huì)減小。閥有較好的線(xiàn)性度。▲對(duì)于增量式數(shù)字閥，可通過(guò)選用步距角較小的步進(jìn)電機(jī)或采取分頻等措施提高閥的分辨率，從而提高閥的控制精度。(2)對(duì)于脈寬調(diào)制式數(shù)字閥，當(dāng)控制信號(hào)太小時(shí)不足以驅(qū)動(dòng)閥芯，太大時(shí)又使閥始終處于吸合狀態(tài)，因而有起始脈寬和終止脈寬限制。起始脈寬對(duì)應(yīng)死區(qū)，終止脈寬對(duì)應(yīng)飽和區(qū)，兩者決定了數(shù)字閥實(shí)際的工作區(qū)域。因此，可以用控制軟件在控制程序中或放大器的硬件結(jié)構(gòu)中把死區(qū)和飽和區(qū)消除，使控制系統(tǒng)不出現(xiàn)死區(qū)和飽和現(xiàn)象。當(dāng)采樣周期較小時(shí)，最大可控流量也小，相當(dāng)于分辨率提高。改善靜態(tài)特性的途徑：▲增量式數(shù)字閥的動(dòng)態(tài)特性

增量式數(shù)字壓力閥的階躍特性曲線(xiàn)接觸控制程序控制

增量式數(shù)字閥的動(dòng)態(tài)特性主要用響應(yīng)時(shí)間和超調(diào)量來(lái)衡量。與輸入信號(hào)的控制規(guī)律密切相關(guān)。信號(hào)本身有0.045s的滯后，然后等速上升，輸出壓力有一定的超調(diào)量。采用程序控制方式，使輸入信號(hào)減速上升或下降達(dá)到額定值，可減少壓力超調(diào)，縮短響應(yīng)時(shí)間。增量式數(shù)字流量對(duì)負(fù)載壓力變化的響應(yīng)

數(shù)字流量閥的動(dòng)態(tài)特性除了輸出量對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間之外，有時(shí)還要考察輸出流量隨出口壓力變化的瞬態(tài)過(guò)程。圖示是增量式數(shù)字流量閥對(duì)階躍信號(hào)的瞬態(tài)響應(yīng)曲線(xiàn)。可見(jiàn)這種閥抗干擾能力和穩(wěn)定性均比較好?！@種閥的動(dòng)態(tài)特性主要是響應(yīng)時(shí)間。由于閥芯的位移較難測(cè)量，可用控制電流波形的轉(zhuǎn)折點(diǎn)得到閥芯的切換時(shí)間。高速開(kāi)關(guān)閥的動(dòng)態(tài)特性

脈寬調(diào)制頻率：fp=200Hz，脈寬占空比：η=50%，閥的工作壓力：15MPa

▲對(duì)于數(shù)字閥：因?yàn)樵隽渴綌?shù)字閥對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間與使用的驅(qū)動(dòng)器及勵(lì)磁方式有關(guān)，采樣頻率對(duì)其動(dòng)態(tài)特性也有較大影響；所以可采用高、低壓過(guò)激驅(qū)動(dòng)和抑制電路來(lái)提高其開(kāi)關(guān)速度，用程序優(yōu)化控制可得到良好的動(dòng)態(tài)特性。(2)對(duì)于脈寬調(diào)制式數(shù)字閥：可采用壓電晶體或超磁致伸縮材料驅(qū)動(dòng)的電機(jī)轉(zhuǎn)換器；為了使閥的開(kāi)啟速度既無(wú)滯后壽命又長(zhǎng)，在電流放大回路中可選擇性能優(yōu)良的變阻器與閥并聯(lián)，可獲得很