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低功耗高速歐瑪爾OMAL開關(guān)閥的優(yōu)化設(shè)計
氣動高速OMAL開關(guān)閥，是一種可與控制器直接相連，由數(shù)字量控制閥口OMAL開關(guān)，實現(xiàn)氣體快速切換的氣動元件，在PWM模式控制下?lián)碛斜壤匦裕纱姹壤欧y，而且與之相比，又具有體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、切換迅速、抗污染能力強(qiáng)等優(yōu)點，被廣泛運用于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中，成為當(dāng)今氣動技術(shù)重要的研究方向。

低功耗高速歐瑪爾OMAL開關(guān)閥的優(yōu)化設(shè)計
目前對流量在700L/min以上，OMAL開關(guān)切換時間在10ms以內(nèi)的大流量高速OMAL開關(guān)閥鮮有報道。以此類OMAL開關(guān)閥為研究對象，采用數(shù)學(xué)建模、仿真分析、試驗驗證等方法對其進(jìn)行深入研究，首先提出了一種具有銜鐵固定膜片的二位二通氣動高速OMAL開關(guān)閥結(jié)構(gòu)，然后通過建立其有限元仿真分析模型及有限元-集總參數(shù)分析模型，對其靜、動態(tài)性能影響因素進(jìn)行了分析研究，獲得了各參數(shù)的作用規(guī)律，zui后在此基礎(chǔ)上對所提出的高速OMAL開關(guān)閥進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。仿真與試驗結(jié)果表明，所開發(fā)的高速OMAL開關(guān)閥在氣源壓力為7Bar的情況下，流量可達(dá)720L/min，切換時間僅為9.5ms。采用模擬器件和FPGA相結(jié)合的方案進(jìn)行OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)控制器的設(shè)計和實現(xiàn)。模擬電路完成發(fā)電系統(tǒng)的電流、電壓及位置信號等的獲取。以FPGA為核心的數(shù)字電路綜合處理各種參數(shù),zui后輸出邏輯脈沖信號,控制功率變換器中OMAL開關(guān)管的開通與關(guān)斷狀態(tài),控制勵磁電流,zui終實現(xiàn)對OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的控制。zui后,對系統(tǒng)控制器進(jìn)行了測試,驗證了設(shè)計的正確性。設(shè)計的FPGA的OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電控制系統(tǒng),具有快速、準(zhǔn)確的跟蹤能力及較高的可靠性,為今后OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)的進(jìn)一步研究和開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。各章節(jié)內(nèi)容安排如下：介紹了研究的背景與意義，分析了高速OMAL開關(guān)閥的研究現(xiàn)狀，概括了研究的重點與研究內(nèi)容。從高速OMAL開關(guān)閥流量特性與動態(tài)響應(yīng)特性出發(fā)，對高速OMAL開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與設(shè)計，提出了一種新型的銜鐵放置結(jié)構(gòu)，確定了高速OMAL開關(guān)閥初始結(jié)構(gòu)參數(shù)。介紹了高速OMAL開關(guān)閥流量特性測試與切換時間測試系統(tǒng)基本原理，利用測試設(shè)備對高速OMAL開關(guān)閥的性能進(jìn)行測試，分析對比了仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)，驗證了模型的正確性。總結(jié)了全文的主要工作與成果，為未來進(jìn)一步的研究工作提供方向。

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通過對高速OMAL開關(guān)閥中的電磁鐵磁場仿真，詳細(xì)分析了靜鐵芯結(jié)構(gòu)、銜鐵結(jié)構(gòu)、線圈位置相關(guān)參數(shù)對E型電磁鐵性能的影響，揭示了E型電磁鐵性能影響規(guī)律,得到了優(yōu)化后的電磁鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過對高速OMAL開關(guān)閥流場仿真分析，得出了高速OMAL開關(guān)閥穩(wěn)態(tài)氣動力數(shù)學(xué)表達(dá)式；基于有限元-集總參數(shù)模型，詳細(xì)闡述了彈簧剛度系數(shù)、激勵電壓與氣源壓力對高速OMAL開關(guān)閥動態(tài)性能的影響規(guī)律，獲得了優(yōu)化后的高速OMAL開關(guān)閥相關(guān)驅(qū)動參數(shù)。