安徽机电学院学报电液伺服阀结构参数优化王幼民（安徽机电学院机械工程系安徽芜湖241000）服阀的动态性能，建立了电液伺服阀快速性、稳定性、稳态误差优控制目标函数，通过定理，将函数优化问题转化为变量优化问题，选择电液伺服阀的结构参数作为设计变量，以系统稳定性、快速性、稳态误差小为目标函数，建立电液伺服阀的结构优化模型，通过优化，获得一组优结构参数。

　　引言电液伺服阀常规设计方法是根据阀的静态特性，设计出阀的结构参数，然后通过实验，观察阀的动态特性，如动态特性不满足要求，再对某些参数进行修正。传统方法在进行动态设计时，只是凭经验改变某些参数，带有很大的盲目性，设计过程较长事实上，阀的动态性能不是与某个参数有关，而是与阀的参数组合有关。在电液伺服阀传递函数的基础上提出了改善阀动态性能及控制精度的三个控制指标，并运用优控制理论，将函数优化问题转变为变量优化问题，利用多目标优化理论，建立统一的目标函数，然后运用优化算法对模型进行优化获得改善阀动态性能的一组结构参数。

　　1数学模型将电液伺服阀的输入电流“f）看作输入信号；I阀芯位移：K（f）看作输出信号，由可得其传递函数为：性刚度系数；为伺服阀的流量增益。

　　安徽机电学院学报广2优指标2.1电液伺服阀的稳态误差要提高电液伺服阀的控制精度澈必须减小电液伺服阀的稳态误差摘入信号采用了相对增量形式取A/=U）单位阶跃信号引起的输出信号要减少电液伺服阀的稳态误差必须使优控制指标A小，A为系统累积稳态误差。

　　式（4）为系统优控制目标函数，由Parseval其中，Ci根据Parseval定理，2.2电液伺服阀响应的快速性指标电液伺服阀为一二阶系统，对于二阶系统可近似认为系统的剪切频率队越大，响应时间fs越短而队=队VV4；+l-2，令J2越小JI向应时间越短。

　　2.3电液伺服阀的稳定性指标稳定性为电液伺服阀重要动态性能指标，要提高稳定性，可增大其相角裕度y，王幼民坦液伺服阀结构参数优化/3越小，电液伺服阀的稳定性越高。

　　3优化设计3.1设计变量设计变量为电液伺服阀中独立的结构参数，并包括在目标函数中，选择阀芯惯性质量咖，阀芯面积4J5馈杆旋转中心到反馈杆顶端的距离iJ5馈杆旋转中心到喷嘴轴心线的距离/，即3.2目标函数电液伺服阀的重要动态指标为稳定性、快速性及稳态误差同一组电液伺服阀结构参数，不可能使各优化指标优，必须根据各优化指标的权重大小，采取统一目标函数法，总目标函数为：3.3优化算法本模型中，由于目标函数表达式较复杂，可采用复合形直接寻优方法寻优步骤如下：（1）给定满足约束条件的7个顶点，计算终止精度5，（2）求7个顶点的目标函数值；（3）按目标函数值从小到大的顺序排序，判定是否满足终止条件如满足则输出结果，否则求出前6个点的中心点1，-Zm），a=1.3，判定；TRI是否满足约束条件加满足则转向⑹否则用0. 替换a新计算以此类推；71）加果是，则用Z（R替代Z71，否则用次坏点替代坏点，转向（2）。

　　3.3约束条件本模型的约束条件为：式（9）、（10）、（11）、（12）中，m……、L.、瓜/.为电液伺服阀的原始结构参数。

　　4优化算例设某量电液伺服阀的结构参数如下由源压力ps =21MPa、负载流量Ql安徽机电学院学报0.084.优化前后y（f）仿真图见。优化前趄调为11，响应为0.0053s化后，超调为7，响应时间为0.0032s.由可知，电液伺服阀的动态性能得以改善。

　　5结果分析电液伺服阀的动态模型，确定优控制指标。通过求解优控制问题，确定电液伺服阀的结构参数。

　　（2）为提高电液伺服阀的精度，可建立优控制指标，通过Parseval定理；函数优化问题转化为变量优化问题，同时可建立稳定性及快速性的动态控制指标。

　　（3）电液伺服阀的动态性能由液压系统工况及阀本身的结构决定，在系统参数基本稳定的情况下，可以通过改进阀的结构参数达到改善电液伺服阀动态性能的目的。