1、隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，流體控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也在飛速發(fā)展。特別是近幾年，由于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和提高，特別是價(jià)格低廉的各種單片機(jī)或微控制器的廣泛應(yīng)用，為液壓系統(tǒng)的數(shù)字化提供了必要的條件，數(shù)字技術(shù)已應(yīng)用于液壓控制工程的諸多方面，使得液壓元件的機(jī)電一體化技術(shù)逐步成熟。
　　本文主要研究液壓閥的直接數(shù)字化控制技術(shù)，即高速數(shù)字開(kāi)關(guān)閥的相關(guān)技術(shù)。高速數(shù)字開(kāi)關(guān)閥是20世紀(jì)80年代提出的一種與計(jì)算機(jī)數(shù)字I/O可以直接接口的液壓元件，與現(xiàn)有

2、的以開(kāi)口度（液阻）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控的傳統(tǒng)液壓閥相比，這種液壓元件具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)等特點(diǎn)。這種液壓閥是通過(guò)PWM信號(hào)產(chǎn)生控制功能，通過(guò)控制脈沖頻率或脈沖寬度，對(duì)液壓閥的流量進(jìn)行連續(xù)的控制。由于這種閥門與微控制器不再需要A/D轉(zhuǎn)換接口，大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜的接口電路，因此高速數(shù)字開(kāi)關(guān)閥是一種非常有前途的數(shù)字閥，發(fā)展這種數(shù)字元件將是工業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。
　　高速數(shù)字開(kāi)關(guān)閥一般由脈寬調(diào)制器、超磁致伸縮致動(dòng)器、位移杠桿放大機(jī)

3、構(gòu)以及圓柱滑閥組成。為形成波動(dòng)小的連續(xù)液流，必須提高這種閥門開(kāi)關(guān)頻率。因此進(jìn)一步提高高速數(shù)字開(kāi)關(guān)閥的響應(yīng)頻率，降低其響應(yīng)時(shí)間，改善其性能，是開(kāi)關(guān)閥實(shí)用化的關(guān)鍵所在。本文從致動(dòng)器的方面考慮，通過(guò)比較，稀土超磁致伸縮致動(dòng)器比傳統(tǒng)致動(dòng)器（電磁式、壓電式、步進(jìn)電機(jī)式）具有高頻響的突出優(yōu)點(diǎn)。在綜述現(xiàn)有文獻(xiàn)成果的基礎(chǔ)上，本文中對(duì)稀土超磁致伸縮致動(dòng)器應(yīng)用于高速數(shù)字開(kāi)關(guān)閥的相關(guān)問(wèn)題做了進(jìn)一步的研究。文章首先從高速數(shù)字開(kāi)關(guān)閥的理論出發(fā)，詳細(xì)地研究和分析其

4、結(jié)構(gòu)、工作原理等，并根據(jù)其電磁特性和機(jī)械特性，建立了數(shù)學(xué)模型，然后將數(shù)學(xué)模型線性化并轉(zhuǎn)化為傳遞函數(shù)方框圖；進(jìn)而轉(zhuǎn)化為仿真模型，結(jié)合MATLAB WITH SIMULINK仿真工具，進(jìn)行數(shù)字仿真，生成動(dòng)、靜態(tài)仿真曲線圖。在此基礎(chǔ)上，研究和分析了各種參數(shù)（脈寬占空比、線圈匝數(shù)、位移放大倍數(shù)、頻率等）對(duì)高速數(shù)字開(kāi)關(guān)閥的影響，得出規(guī)律，然后利用ITAE準(zhǔn)則（即時(shí)間乘絕對(duì)誤差積分準(zhǔn)則）優(yōu)化方法，對(duì)高速數(shù)字開(kāi)關(guān)閥的模型進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，得到最優(yōu)參數(shù)。本