가설 설정

• IMV 비례 유량제어밸브에 적용되는 비례 솔레노이드밸브는 건설기계용으로 상용 판매되는 Fig. 6의 HYDAC사 제품⁹⁾의 설계사양을 근거로 가정하였으며 Table 1은 성능검증 시뮬레이션을 위해 가정된 비례 솔레노이드밸브 사양을 나타낸다. 비례 솔레노이드 밸브 기준압 p_sc=p_SR=35bar일 때 솔레노이드 스풀에 작용하는 최대 힘은A_sp_SR= 30.
• 자기력 F_m에 의해 스풀변위 x_s가 증가하는데 밸브 오버랩으로 x_d < x_s의 조건에서 p_sc포트가 p_SR과 연결되어 제어압 p_sc가 발생된다. 밸브 오버랩 x_d은 비례 솔레노이드밸브의 불감대(deadband)와 히스테리시스(hysteresis)를 결정하는데 본 연구에서는 선형해석을위해 x_d=0으로 가정하였다.  A_orf는 비례 솔레노이드밸브 제어압 p_sc챔버의 누유를 모사하는 오리피스로 오리피스 직경 d_orf가 클수록 비례 솔레노이드 스풀변위 x_s가 증가하게 된다.
• 본 연구에서는 비례 솔레노이드밸브 제어압으로 유량제어밸브 스풀변위를 조절하는 기능의 2단 비례 유량제어밸브를 대상으로 선형화 해석을 통해 비례 솔레노이드 스풀과 유량제어밸브 스풀을 연결하는 피드백 스프링이 유동력을 보상하는 성능에 대해 고찰하였다. 비례 솔레노이드밸브는 상용 판매되고 있는 제품사양을 참조하여 정특성 파라미터를 가정하였고 유량제어밸브는 22톤 굴착기에 장착되는 MCV 스풀을 고려한 파라미터를 적용하여 시뮬레이션 모델을 구성하였다. 비례 유량제어밸브에 대해 유도된 비선형 수학적 모델을 작동점에 대해 선형화하면 유량제어밸브 스풀변위를 자기력과 부하압력 차에 대한 비례식으로 나타낼 수 있다.
• 24N이므로 1N≤ F_m ≤ 30N에 대해 상태변수 정특성을 해석하였다. 실제 비례 솔레노이드밸브 장착 스프링은 초기 압축된 상태로 조립되어 일정 자기력보다 큰 영역에서 제어압이 발생하는 불감대가 존재하지만 선형해석에서는 스프링 초기 압축량 x_s0=0으로 가정하였다.
• 실제 스풀밸브는 누유방지를 위해 오버랩 구간이 존재하지만 선형해석에서는 오버랩 구간을 스프링 초기 압축량으로 반영하고 xv>0의 조건에서 유량이 발생된다고 가정하였다.