论-燃气比例阀的数学建模和动态特性研究

燃气比例阀的数学建模和动态特性研究

腔室ｑ３内的压力增加，气压作用在主隔膜６上，推动调节螺栓７打开燃气入口调节器的阀口，燃气
小，当ｐ
压力达到稳定状态。当压力减少时，
调节原理与之类似。
２燃气比例阀建模
２．１ＡＭＥＳＩＭ建模
道（１８）直径、腔室ｑ１体积、燃气入口调节器的弹簧刚度和主切断阀阀口面积对燃气比例阀动态性能的影响较为明显，但是其他的因素也不可以忽略，燃气比例阀的动态性能的改善是各个因素共同作
气比例阀的动态性能曲线，风机出口压力分别为
根据仿真分析得到的规律对模型进行改进，原参数和改进后的参数如下表所示：
表１模型参数对比
参数名称腔室ｑｌ体积，ｃｍ］燃气入口调节器的弹簧刚度／Ｎ・ＴＩ１ｌｎ。原参数改进后参数
等。
当流量调节阀前的压力ｐｇ（１４处的压力）增加时，用ＡＭＥＳＩＭ软件对模型进行模拟仿真。模型分为
伺服膜片下的压力随即增加，伺服膜片在压差（Ａｐ＝ｐｇ－ｐ）作用下向上动作，空燃比调节器处的针
用的结果，应该综合考虑。
为了实现试验所需的数据采集和控制功能，系统采用高速压力及流量传感器，利用ＰＣＩ一１７１０板卡和ＬａｂＶＩＥＷ设计了相应的压力、流量采集和喷射器控制系统，实现压力、流量的高速采集、控制喷射器的打开／关断时间及风机出口风压的改变等，并将所采集的数据进行实时显示和存储。在不同的风机出口压力（不同负荷）下，测试燃

比例阀的小信号建模与控制策略研究

比例阀的小信号建模与控制策略研究引言：比例阀是一种常用的控制元件，广泛应用于工业领域中的流体控制系统中。

准确地建立比例阀的小信号模型，并研究相应的控制策略，对于提高流体控制系统的稳定性和精确性具有重要意义。

本文将介绍比例阀的小信号建模方法、几种常用的控制策略，并对其效果进行评估。

一、比例阀的小信号建模方法比例阀的小信号建模是指在较小的输入变化范围内，将比例阀的输入与输出之间的关系进行线性化处理。

常用的建模方法有传递函数法和状态空间法。

1. 传递函数法传递函数法是比例阀建模中常用的方法之一。

首先，搜集比例阀的输入-输出数据，然后通过系统辨识方法，例如最小二乘法，拟合出比例阀的传递函数表达式。

具体步骤如下：（1）收集输入信号和输出信号的数据；（2）根据数据建立输入-输出的转移函数；（3）对转移函数进行参数拟合，得到比例阀的传递函数。

2. 状态空间法状态空间法是另一种常用的比例阀小信号建模方法。

将比例阀系统表示为一组状态方程，然后通过系统辨识方法，如最小二乘法，确定状态空间模型的参数。

具体步骤如下：（1）确定比例阀的状态变量和输入变量；（2）建立状态方程描述比例阀系统的动态行为；（3）利用系统辨识方法对状态方程的参数进行估计。

二、比例阀的控制策略在建立了比例阀的小信号模型之后，可以设计相应的控制策略来优化系统的性能。

以下将介绍几种常用的比例阀控制策略。

1. 比例控制比例控制是最简单的一种控制策略，它通过调节比例阀的开度与输入信号成正比关系来控制输出。

比例控制的优点是简单易实现，但是在某些情况下会出现超调和稳定性差的问题。

2. 比例积分控制比例积分控制是在比例控制的基础上加入积分项，通过积分作用来消除偏差。

比例积分控制可以提高系统的稳定性和精确性，但是会增加系统的响应时间。

3. 比例微分控制比例微分控制是在比例控制的基础上加入微分项，通过微分作用来增加系统对输入变化的敏感性。

比例微分控制可以提高系统的快速响应能力，但是会增加系统的抖动。

比例阀控气动位置伺服系统数学模型的建立及研究

比例阀控气动位置伺服系统数学模型的建立及研究比例阀控气动位置伺服系统数学模型的建立及研究。

王鹏彭光正伍清河（北京理工大学自动控制系ｓＭｃ气动中心１０００８１）Ｒ摘要：本文从气动位置伺服系统的结构及特性方程出发，推导出系统结构方框图，由此得出了描述系统的四阶线％》性模型，并对模型参数的变化问题进行了讨论。

最后对伺服系统实际控制过程中的传递函数进行了仿真及试验研究，｝《得出了具有实际应用价值的系统数学模型。

☆关键词：气动位置伺服系统系统方框图数学模型叮．．．ｊ八ＩＨｌ１３门ＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔａｎｄＲｅｓｅａｒＣｈｏｎＭａｔｈｅｍａｔｉｃＭ０ｄｅｌｏｆＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＶａｌｖｅＣｏＩＩｔｒｏｌｌｅｄＰｎｅⅧｍａｔｉｃＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｒｖｏ—ＳｙｓｔｅｍＷａｎｇＰｅｎｇＰｅｎｇＧｕａｎｇｚｈｅｎｇＷｕＱｉｎｇｈｅ（ＳＭＣＰｎｅｕｌｎａｔｉｃＣｅｎｔｅｒ，Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｕｔｏｒＩｌａｔｉｃＣｏｒ岫ｌ，ＢｅⅪｉｎｇｌ璐ｔｉｔｕｔｅｏｆ‘№ｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｍ）Ａｂｓ灯ａｃｔ：ｌｎｔ｝ｌｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅａＩｌａｌｙｓｅｔｈｅｃ伽击ｇｕｒａｔｉｏｎ蛐ｄｃｈ黜ｃｔｅｒｉｓｔｉｃｅｃＩｕａｔｉｏｎｓ０ｆｐｎｅ咖ｎａｔｉｃｐ∞ｉｔｉｏｎ８ｅｎ廿ｓｙｓｔｅｍｆｉ坞ｔｌｙ，Ｔｈｅｎｆ而ｍｔｌｌｅ∞浦ｇｕｒａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍ，ｗｅｄｅｄｕｃｅａｆ扎ｒ－ｒａＩ山ｌｉｎ朗ｒ“州ｅｌｏｆｍｅｓｙｓｔｅｍ．ａｎｄｄｉ８ｃｕｓｓｍｅｃｈ锄ｇｅｏｆｎ】０ｃｌｅｌ’ｓｐ删Ｔｌｅｔｅｒｓｉｎｔｌｌｅｐｒｏｃｅｓｓ０ｆｃｙｌｉｎｄｅｒｎ１０ｔｉｏｎ．Ｃ伽ｓｉｄｅｒｉｎｇｔ｝ｌｅａｃｔｕａｌｃｏｎｔｌ．０ｌｐＩＤ（－ｅｓｓ，ｗｅｉｒｎｉ诅ｔｅ锄ｄｄｏ８０Ⅱｌｅｅｘｐ耐Ⅱｌｅｎｔｓｏｌ－山ｅｓｙｓｔｅｍ，出ｅｎｇｅｔａｐｍｃｔｉｃａｌａｎｄｖａｌｕａｂｌｅｍａｍｅⅡｌａｔｉｃｎｌｏｄｅｌａｔｌａｓｔ．Ｋｅｙ鹏：ｎ嘲Ⅱ瑚畸ｃｎ妇Ｓｅｒｖ０－ｓｙ啾ｍ翻蹿啪０￡岛磺锄Ｍａｔｋ触Ｍ擅姒气动控制系统由于其结构简单、价格低廉、无污染及操作方便等特点，在许多工业领域得到了广泛的应用。

基于数学模型的燃气热水器恒温控制研究

显然，当用户对水的需求较大时，燃气热水器会消耗更多的燃气来满足用户的需求。请注意，在所有情况下，燃气热水器加热速率始终保持在用户对水的需求范围内。在冬季使用高峰期间，建议用户在热水使用时分散用水时间，避免燃气热水器超功率运行 [4]。
以即使改变温度设置，燃气热水器的功率调节能力也不会有太大的变化。
中国新技术新产品 2023 NO.6（下）
高新技术
基于数学模型的燃气热水器恒温控制研究
麦海湛（广东金美达实业有限公司，广东佛山 528000）
摘要：随着先进计量、现代控制和通信技术的快速发展，需求方响应技术大幅提高。作为一种高弹性和系数的
需求响应资源，恒温控制已成为研究的重点。该文涉及各种因素对燃气热水器调节能力的影响。首先，详细了解
可以得出以下观察结果：燃气热水器单元的参数（R、C、 Q）对功率调节能力有很大的影响。这说明即使燃气热水器的数量相同，它们的性能也可能存在很大差异。因此，在燃气热水器的选择过程中，必须考虑这些参数。
燃气热水器数量增加会提高可控性。这是因为多个燃气热水器单元可以平均分配，使功率曲线更平滑，从而更容易调节功率 [3]。
（5）所示。
T
n+1 in
=f（T
nin，Tex，R，C，Q，mn，tn，un）
（5）
式中：Tinn 为时间 tn（℃）时水箱中的水温；Tn+1in 为时间 tn+1
（℃）时水箱中的水温；Tex 为环境温度或冷水入口温度（℃）；
Tnow 为当前水温（℃）；mn 为 tn（gal）时冷水入口的水量；un
总之，考虑甩功率时，应考虑环境温度对燃气热水器的调节能力和寿命的影响。当环境温度较低时，燃气热水器的功率调节能力更强，但寿命可能更短。当环境温度较高时，燃气热水器的功率调节能力较弱，但寿命可能更长。因此，需要在环境温度和用户需求之间进行权衡，以选择最合适的甩功率策略。

燃气比例调节阀测控系统设计分析

燃气比例调节阀测控系统设计分析发表时间：2019-08-13T11:24:57.983Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：邓土学[导读] 摘要：本文将对燃气比例调节阀分类进行分析，并详细探究燃气比例调节阀测控系统的设计，希望可以为相关工作者的研究提供一些帮助。

广州港华燃气科技服务有限公司广东省广州市 510530摘要：本文将对燃气比例调节阀分类进行分析，并详细探究燃气比例调节阀测控系统的设计，希望可以为相关工作者的研究提供一些帮助。

关键词：燃气比例调节阀；测控系统；设计前言进入新时代后，燃气比例调节阀被广泛运用到工业领域中，这也使得人们对其测控系统设计提出了更高的要求。

因此，必须明确这一调节阀的分类，并从软硬件入手，做好测控系统各方面设计，提高系统的自动化程度与精准性，保证燃气比例调节阀质量，从而促进我国工业生产健康发展。

一、燃气比例调节阀分类燃气比例调节阀主要是利用电磁阀完成燃烧气体的通断控制，而要想提高控制的精准性，则应该保证具备1到2个比例阀，以此来更好调节出气口的通气量[1]。

在燃气种类方面，燃气比例调节阀可以被分成三种，即人工煤气比例阀、天然气比例阀以及液化石油气比例阀，其中人工煤气的额定供气压力是1000帕，液化石油气的额定供气压力是2800帕，而天然气的额定供气压力则是1000或2000帕。

在结构方面，燃气比例调节阀主要有可动线圈型、可动磁铁型、可动铁芯型、反压力控制型以及具备关闭功能的可动磁铁型。

其中，可动线圈型是指把弗莱明规律当作基准，向线圈通电并向橡胶膜片施力，促使输出压力变成比例曲线；而具备关闭功能的可动磁铁型则是通过对永久磁铁吸引力的利用来关闭燃气。

二、燃气比例调节阀测控系统的设计（一）硬件设计1.压力测量压力是一个关键的工业参数，对生产工艺而言，压力测量的正确性和控制的有效性会给其经济性与安全性带来较大影响。

一方面，压力传感器。

实际上，工程技术中的压力就是物理学中的压强，其表达式是P=F/A。

燃气比例阀的结构及原理分析实例

摘要：介绍传统燃气比例阀和零压阀的控制原理。以ＶＧＵ８２燃气比例阀为例，探讨该燃
气比例阀的结构和功能及工作原理，分析了该燃气比例阀在稳定出口压力和维持恒定空燃比的工
作过程。
关键词：燃气比例阀；电磁阀；零压阀；空燃比；比例调节中图分类号：ＴＵ９９６文献标识码：Ｂ文章编号：１０００— ４４１６（２０１３）１０— ０Ｂ１７— ０５
（２）
扩散式燃烧时，常采用传统的气动燃气比例阀控制燃烧过程中的空燃比［３］，见图１。
・
Ｂ１７・
第３３卷
第１０期
煤气与热力
ｑ＝ＫＡ，／ｐ一Ｐｂ
（３）
—
—
流量调节阀的局部阻力系数
ｑｇ＝ＫｇＡＵｐｇ — Ｐｂ
式中ｑ、ｑｓ — — 空气、燃气流量，ｍ／ｓ
Hale Waihona Puke （４）ＪＤ — — 燃气密度，ｋｇ／ｍＡ — — 流量调节阀的阀口流通面积，ｍ燃气通道的总压力降为：
臂，ｍ
＋ｋ－箍，代入式（１）得：
Ｐ一Ｐｂ＝ｋ（ｐ－ｐｂ）式中 — — 比例系数此外，空气通道和燃气通道的流动关系分别
为：
２燃气比例阀控制方案分析

杠杆式气动液阀建模及动态特性分析

ｖｖｓｓｍｕａｅ．Ｃｏａｉｇｗｉｅｒｓｔｆｔｅｔｓｈｗｅｅｄｎｍｉｓｍｏｅｓａｅｃｒｅｔｈｆｅｔｔｅｓｒｉｇｏｌａｅｉｉｌｔｄｍｐｒｎｔｔｅｕｓｏｅｔｓｏｄｔｙａｃｄｌｒｏｒ．Ｔｅｅｃｏｔｔｔｆｈｈｌｈｈｃｈａｎ
Ｓｍ．８ｕＮｏ２８
杠杆式气动液阀建模及动态特性分析
陶玉静，范才智，田章福，王振国
（国防科技大学航天与材料工程学院，长沙，４０７）１０３
摘要：建立了杠杆式气动液阀的动力学模型，对其响应特性进行仿真，并与试验结果进行比较，验证了模型的正确性。分析了制气体压力、控制腔容腔半径、与电磁阀之问连接管长度以及工质腔入口力等因素对气动阀启动过程的影响。控压关键词：杠杆式气动液阀；动力学模型；动态特性分析
稳定与协调。
从有关文献来看，对用于系统分析的阀门动力学
模型的研究很少。Ｐｏｓ对一四通气动控制阀建立了ｙｔａｉ准确度较高的动态数学模型【。ｌ刘红军对一稳态调节器Ｊ的动态特性进行了研习沈赤兵对一常闭式二位三通。电磁阀和气动液阀建立非线性模型，并对其动态特性进行了详尽的分析【。杆式气动液阀在液体火箭发动３杠】
ＡｂｔａｔＡｙａｃｍｏｅｆｈｅｅｎｕｔｉｕｄｖｌｅｉｓｂｉｈｄａｄｔｅｒｓｏｓｈｒｃｅｉｔｓｏｉｎｕｔｓｒｃ：ｄｎｍｉｄｌｅｌｖｒｐｅｍａｃｌｉａｖｅｔｌｅｎｐｎｅｃａａｔｒｓｉｆｔｓｅｍａｃｏｔｉｑｓａｓｈｅｃｈｐｉ

电磁驱动燃气阀动态响应特性仿真分析

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｇａｓｖａｌｖｅ，ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ，ａｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｐｎｅｕｍａｔｉｃｃｏｕｐｌｉｎｇｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｂａｓｅｄ
ｏｎＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｇａｓｖｌｖａｅｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖａｌｖｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅａｔｅａｃｈｓｔａｇｅｏｆｏｎ —ｎｆｆｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅ－
ｓｕｈｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓｏｆｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｐｒｏｖｉｄｅｎｅｗｉｄｅａｓｆｏｒｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｒｅ —

燃气比例阀的关键技术研发及产业化项目可行性报告

水、气比例阀的关键技术研发及产业化项目可行性研究报告一、项目概述1、项目提出的背景、立项的意义，技术开发状况和企业现有产业的规模。

而随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识，不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害，大气中二氧化碳浓度升高将带来的全球气候变化，也已被确认为不争的事实。

在此背景下,“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳社会"、“低碳城市"、“低碳世界”等一系列新概念、新政策应运而生。

低碳时代的理念在推动着燃气行业的快速发展，燃气比例阀的自动调节功能使得燃气用具在节能、环保、低碳、舒适、卫生、快捷等方面的优点越显突出.1、比例控制阀作为节能减排燃气热水器的关键部件,起到节能减排的主要作用。

ＧＢ２０６６５－２００６《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》标准不仅要求在最大负荷是要保证热效率，还要保证在中间负荷的效率,随着节能要求的提高，最终会在全部符合变化是都要保证效率。

这就要求燃气具在所有的工作负荷点都有一个合理的燃气于风速的配比,保证所有负荷点热效率，而能够在全负荷保证热效率的关键部件就是比例控制阀和风机。

2、比例控制阀作为高端热水为的关键部件，符合市场对燃气具舒适性的需求。

安装有比例控制阀的燃气热水器，可以根据使用水温等条件自动控制和调整燃气压力及流量，根据需要的条件有效、及时地控制燃气和水的输出量，可精确控制其出水温度，迅速将水温调整到用户需要的合适温度，满足用户对恒温时间和精度的要求。

3、比例控制阀符合《广东省民用燃气具产业技术路线图》的要求，符合行业的发展要求。

２００９年１０月发布的《广东省民用燃气具产业技术路线图》，明确地将比例阀作为燃气具的核心部件,作为今后燃气具产业研发的一个重点。

《广东省民用燃气具产业技术路线图》鼓励行业内企业积极参与燃气具的整机和零配件的技术研发上,鼓励行业内的分工合作,从战略层面整体提高广东民用燃气具行业的技术水平,扩大整个行业的发展空间。

压电直动式气动PWM比例阀试验研究

缺点，因而提出了一种基于压电陶瓷为电一机械转换器的新型压电直动式气动ＰＷＭ比例阀的总体结构方案。研制
了其实物样机，并进行了其动态特性试验研究，分析了ＰＷＭ载波频率和载波幅值、比例Ｐ系数对阀动态性能的影
压电直动式气动ＰＷＭ比例阀试验研究
许有熊，朱松青
（南京工程学院自动化学院，江苏南京２１１１６７）
摘要：传统的气动脉宽调制（ＰＷＭ）比例阀因采用电磁铁为电一机械转换器而存在响应时间慢，稳态精度差等
ｏｆｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｉｔｓｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｅｘｐｅｒｉ — ｍｅｎｔａｌｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＰＷＭｃａｒｒｉｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｃａｒｒｉｅｒａｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（Ｐ）ｏｎｔｈｅｖａｌｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｆｒｏｍｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓａｍｅ－ｌｅｖｅｌｅｌｅｃｔｒｏ — ｐｎｅｕｍａｔｉｃＰＷＭｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｈａｔｔｈｅｖａｌｖｅｈａｓｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｈｉｇｈｓｔｅａｄｙｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｗｉｔｈｇｏｏｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓ