1、電液伺服閥是電液伺服控制系統(tǒng)中的主要元件，它將輸入的微小電信號(hào)轉(zhuǎn)化為大功率的液壓信號(hào)（壓力和流量），在整個(gè)液壓伺服系統(tǒng)中起核心作用。電液伺服閥因?yàn)閯?dòng)態(tài)響應(yīng)快、精度高、功率重量比大等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用非常廣泛。
　　2D伺服閥由敏感腔、高低壓孔以及螺旋槽等組成伺服螺旋機(jī)構(gòu)，將閥芯的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成閥芯的軸向位移，達(dá)到功率放大作用。這種特有的集導(dǎo)控級(jí)和功率級(jí)于一體的結(jié)構(gòu)使得2D伺服閥具有體積小、抗污染能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)。2D伺服閥的性

2、能除了與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，在很大程度上還取決于其電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，因此，本論文以三相步進(jìn)電機(jī)作為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，對(duì)其及其控制器進(jìn)行研究。以TI公司的TMS320F2812和IRF64N組成的三相橋式驅(qū)動(dòng)電路為控制器核心而進(jìn)行設(shè)計(jì)，克服了早期集成式驅(qū)動(dòng)芯片對(duì)電流的限制，提高了電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)力矩以及響應(yīng)速度;采用空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)以及電流、速度、位置三閉環(huán)控制算法，解決了響應(yīng)速度和控制精度之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)了基于三相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子

3、角位移在任何位置的快速精確定位。
　　具體研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　1.研究2D伺服閥的結(jié)構(gòu)和工作原理，并進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和理論分析。通過(guò)MATLAB軟件對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行必要的仿真分析，研究出影響2D伺服閥動(dòng)靜態(tài)特性主要因素，為實(shí)現(xiàn)對(duì)2D伺服閥控制方案的設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。
　　2.研究2D伺服閥電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器（三相步進(jìn)電機(jī)），建立了數(shù)學(xué)模型以及Simulink仿真模型，并且進(jìn)行了仿真分析，為電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的控制技術(shù)及其線路

4、板的設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　3.基于SVPWM技術(shù)以及id=0的矢量控制方法，進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)和仿真建模，根據(jù)仿真的結(jié)果，又注入了三相電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電流、位置、速度三閉環(huán)控制算法。仿真結(jié)果表明，在420Hz處幅值衰減-3dB，在390Hz處相位滯后90°，得出相位滯后對(duì)頻寬的影響較大。階躍響應(yīng)的上升時(shí)間為5.5ms，穩(wěn)態(tài)誤差幾乎沒(méi)有，超調(diào)量小，不存在震蕩。結(jié)合電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)整體的控制框圖及其控制算法，設(shè)計(jì)出了2D伺服閥控制器，

5、實(shí)現(xiàn)了對(duì)三相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的精確控制。
　　4.對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的控制器進(jìn)行了動(dòng)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與早期設(shè)計(jì)的集成驅(qū)動(dòng)式控制器相比，對(duì)應(yīng)-90°，-3dB的頻率從110Hz提升至210Hz，階躍響應(yīng)的上升縮短至7ms，表明電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器具有良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，同時(shí)也說(shuō)明控制器設(shè)計(jì)的合理性。搭建了2D伺服閥實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，測(cè)試出空載流量特性上升時(shí)間為15ms，頻寬約為150Hz，穩(wěn)態(tài)誤差幾乎沒(méi)有，且超調(diào)量?。?％左右）。表明該2D數(shù)字