動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)及試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)，它主要包括加載伺服閥、被試動壓反饋伺服閥、加載液壓缸、計(jì)算機(jī)、截止閥、壓力傳感器、位移傳感器、低通濾波器和速度傳感器；本發(fā)明還公開了一種動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，采用本發(fā)明中的計(jì)算機(jī)自動化測試動壓反饋壓差特性的試驗(yàn)方法，對提高伺服閥動壓反饋網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)的測試準(zhǔn)確性、高效性具有十分重要的意義。
【專利說明】
動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)及試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電液伺服閥特性測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于測試高精度電液伺服閥的動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002 ]在電液伺服控制系統(tǒng)中，伺服閥作為系統(tǒng)的核心兀件，將電氣部分與液壓部分連接起來，實(shí)現(xiàn)電液信號的轉(zhuǎn)換與液壓放大，其性能優(yōu)劣直接決定著電液控制系統(tǒng)的性能。在精密位置控制、冶金、航空航天和軍事等領(lǐng)域中，為解決大慣量低剛度系統(tǒng)，由于結(jié)構(gòu)帶來的阻尼小，造成伺服控制系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問題，常采用動壓反饋伺服閥作為控制元件。動壓反饋伺服閥中的動壓反饋網(wǎng)絡(luò)決定了其抑制負(fù)載壓力諧振的能力。通過調(diào)定動壓反饋的時間常數(shù)和反饋流量增益，對伺服系統(tǒng)進(jìn)行動壓反饋校正補(bǔ)償，既可以在動態(tài)時有效地提高系統(tǒng)阻尼，改善動態(tài)性能，又能在穩(wěn)態(tài)時保持系統(tǒng)的剛性，使系統(tǒng)具有良好的抗負(fù)載干擾能力。因此，必須較為準(zhǔn)確的配置反饋流量增益和時間常數(shù)，才能在抑制諧振的同時保證整個測試頻率范圍的數(shù)據(jù)合格。
[0003]目前，動壓反饋特性測試方法是對動壓反饋伺服閥各種特性參數(shù)進(jìn)行分步測試。其中動壓反饋壓差特性是根據(jù)試驗(yàn)獲得不同負(fù)載壓差頻率下的動壓反饋壓差幅值的特性曲線。為了獲得動壓反饋伺服閥的不同特性參數(shù)，現(xiàn)有技術(shù)需要在測試過程中更換測試工裝并重新調(diào)試測試參數(shù)，過程較為繁瑣，隨著產(chǎn)品型號和數(shù)量的增加已經(jīng)成為影響生產(chǎn)效率的一個重要因素。且測試過程依靠手動逐點(diǎn)測試，人工判讀數(shù)據(jù)，自動化程度低，數(shù)據(jù)覆蓋面窄，測試準(zhǔn)確性較低，不能完全真實(shí)的反映動壓反饋特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的在于提供一種動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)的試驗(yàn)方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0007]—種動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)，它主要包括加載伺服閥、被試動壓反饋伺服閥、加載液壓缸、計(jì)算機(jī)、截止閥、壓力傳感器、位移傳感器、低通濾波器和速度傳感器；
[0008]所述加載伺服閥包括A 口、B 口、供油口 P和回油口 T，所述被試動壓反饋伺服閥包括包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B，所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;所述加載液壓缸包括A腔、B腔、C腔和D腔;所述加載伺服閥的A 口依次連接截止閥A和A腔，所述加載伺服閥的B 口依次連接截止閥B和B腔，所述被試動壓反饋伺服閥的A 口依次連接截止閥C和C腔，所述被試動壓反饋伺服閥的B 口依次連接截止閥D和D腔；
[0009]所述被試動壓反饋伺服閥的A口與截止閥C的通路為油路a，所述被試動壓反饋伺服閥的B 口與截止閥D的通路為油路b，所述油路a和油路b之間連接截止閥H;所述油路a上設(shè)有第一壓力傳感器，所述油路b上設(shè)有第二壓力傳感器，所述反饋腔A連接第三壓力傳感器，所述反饋腔B連接第四壓力傳感器，所述加載液壓缸的活塞桿一端依次連接位移傳感器和低通濾波器，所述加載液壓缸的活塞桿另一端連接速度傳感器;所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別連接計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥施加控制信號。
[0010]進(jìn)一步，所述計(jì)算機(jī)主要包括主控制器、數(shù)據(jù)采集卡、人機(jī)界面和DA卡。
[0011]進(jìn)一步，所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別與所述數(shù)據(jù)采集卡連接，所述數(shù)據(jù)采集卡與主控制器連接，所述主控制器與人機(jī)界面連接，所述主控制器與DA卡連接，所述DA卡對加載伺服閥施加控制信號。
[0012]所述加載伺服閥，為模擬大慣量被控對象的負(fù)載波動，采用一個專門的加載伺服閥為被試動壓反饋伺服閥進(jìn)行加載。
[0013]所述加載液壓缸，是測試系統(tǒng)的機(jī)械本體，加載伺服閥的A口、B 口與加載液壓缸的活塞桿兩端連通，被試動壓反饋伺服閥的A口、B口與加載液壓缸的活塞兩端連通。
[0014]所述主控制器，按照測試軟件的指令，由主控制器發(fā)出幅值和頻率受控的加載信號，并且采集壓力傳感器和位移傳感器的輸出信號，由測試軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪制測試曲線。
[0015]所述數(shù)據(jù)采集卡，與主控制器進(jìn)行各種傳感器信號的數(shù)據(jù)傳送，實(shí)現(xiàn)對負(fù)載壓差的閉環(huán)控制。
[0016]所述DA卡將主控制器發(fā)出的數(shù)字指令信號轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，用于對加載伺服閥進(jìn)行控制。
[0017]所述截止閥，通過接通或斷開系統(tǒng)中的截止閥，可以實(shí)現(xiàn)不同測試試驗(yàn)項(xiàng)目間的切換。
[0018]所述位移傳感器，用于對加載液壓缸進(jìn)行位置閉環(huán)控制，以保證活塞初始位置位于中位，以便建立負(fù)載壓差;壓力傳感器，用于測量被試動壓反饋伺服閥負(fù)載兩端的壓差和動壓反饋回路兩端的壓差，即可得到動壓反饋伺服閥壓差特性曲線。
[0019]所述動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，包括如下步驟:
[0020]SI:打開所述截止閥A、截止閥B、截止閥C和截止閥D，所述加載伺服閥的A 口、B 口和被試動壓反饋伺服閥的A 口、B 口分別與加載液壓缸連通，將被試動壓反饋伺服閥的主閥芯頂死，防止其來回移動，影響試驗(yàn)；
[0021]S2:打開所述截止閥H，利用所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥施加控制信號，通過所述位移傳感器經(jīng)低通濾波器進(jìn)行位置反饋，對所述加載液壓缸實(shí)施位置閉環(huán)控制，使活塞保持在中位附近；
[0022]S3:關(guān)閉所述截止閥H，利用所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥施加控制信號，通過壓力傳感器進(jìn)行壓力反饋，使被試動壓反饋伺服閥處在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件，調(diào)節(jié)加載伺服閥的輸入正弦波電流幅值大小，使被試閥的負(fù)載壓差保持設(shè)定的幅值。在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，改變不同頻率，用計(jì)算機(jī)記錄被試動壓反饋伺服閥的負(fù)載壓差和反饋壓差，根據(jù)不同頻率下的動壓反饋壓差A(yù)Pd的幅值繪出動壓反饋壓差特性曲線。
[0023]所述動壓反饋壓差特性曲線就是動壓反饋兩腔壓力差與通過加載閥電流頻率間的關(guān)系。
[0024]所述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件是指被試動壓反饋伺服閥的A腔和B腔的負(fù)載壓差幅值為8MPa。
[0025]本發(fā)明的有益效果如下:
[0026]采用本發(fā)明中的計(jì)算機(jī)自動化測試動壓反饋壓差特性的試驗(yàn)方法，對提高伺服閥動壓反饋網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)的測試準(zhǔn)確性、高效性具有十分重要的意義。
【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0028]圖1示出了動壓反饋特性測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2示出了動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖3示出了動壓反饋壓差特性曲線示意圖。
[0031]圖中，1.DA卡2.主控制器3.人機(jī)界面4.數(shù)據(jù)采集卡5.被試動壓反饋伺服閥
6.加載液壓缸7.加載伺服閥。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033I實(shí)施例1動壓反饋特性測試
[0034]動壓反饋特性測試系統(tǒng)(如圖1所示)包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥
(5)、加載液壓缸(6)、低通濾波器、壓力傳感器和流量傳感器，以主控制器(2)、DA卡(I)以及數(shù)據(jù)采集卡(4)作為核心測試元件，人機(jī)界面(3)作為顯示器。
[0035]所述加載伺服閥(7)包括A口、B 口、供油口 P和回油口 T，所述被試動壓反饋伺服閥
(5)包括包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B，所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器；
[0036]加載伺服閥(7)的A、B口與加載液壓缸(6)分別通過截止閥A、B連接，被試動壓反饋伺服閥(5)的A、B 口與加載液壓缸(6)分別通過截止閥C、D連接;在被試動壓反饋伺服閥(5)的A、B 口與加載液壓缸(6)的兩條通路上分別設(shè)有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，在加載伺服閥(7)的A、B 口與加載液壓缸(6)的兩條通路之間連接節(jié)流閥A;加載伺服閥(7)的B 口與被試動壓反饋伺服閥(5)的反饋腔A通過截止閥E連接，在被試動壓反饋伺服閥(5)反饋腔A和截止閥E的通路上設(shè)有第三壓力傳感器，加載伺服閥(7)的A 口與被試動壓反饋伺服閥
(5)的反饋腔B通過截止閥F連接，在被試動壓反饋伺服閥(5)反饋腔B和截止閥F的通路上設(shè)有第四壓力傳感器;在被試動壓反饋伺服閥的A、B 口與加載液壓缸的兩條通路之間連接截止閥H，在被試動壓反饋伺服閥的A、B口與加載液壓缸的兩條通路之間連接截止閥G和流量傳感器;所述加載液壓缸(6)的活塞桿一端依次連接位移傳感器和低通濾波器，所述加載液壓缸(6)的活塞桿另一端連接速度傳感器;所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、流量傳感器、速度傳感器和低通濾波器分別與計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥(7)施加控制信號。
[0037]所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、流量傳感器、速度傳感器和低通濾波器分別與數(shù)據(jù)采集卡(4)連接，所述數(shù)據(jù)采集卡(4)與主控制器(2)連接，所述主控制器(2)與人機(jī)界面(3)連接，所述主控制器(2)與DA卡(I)連接，所述DA卡(I)對加載伺服閥(7)施加控制信號。
[0038]關(guān)閉動壓反饋特性測試系統(tǒng)的截止閥E、截止閥F、截止閥G和節(jié)流閥A，打開截止閥A、截止閥B、截止閥C、截止閥D和截止閥H，就是動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)(如圖2所示)。
[0039]動壓反饋特性測試
[0040]靜態(tài)測試時，打開截止閥H，利用位移傳感器和低通濾波器對加載液壓缸(6)實(shí)施位置閉環(huán)控制，使活塞保持在中位附近，被試動壓反饋伺服閥(5)處于零位狀態(tài)便于建立負(fù)載壓差。再關(guān)閉截止閥H，利用計(jì)算機(jī)對加載伺服閥(7)施加控制信號，使被試動壓反饋伺服閥(5)負(fù)載兩腔的壓差幅值達(dá)到設(shè)定要求。所述被試動壓反饋伺服閥(7)的反饋腔A和反饋腔B的負(fù)載壓力通過第三壓力傳感器和第四壓力傳感器讀出。
[0041]動態(tài)測試時，利用低通濾波器的作用打破位置閉環(huán)，被試動壓反饋伺服閥(5)感受負(fù)載壓差的變化而產(chǎn)生負(fù)載輸出流量，引起活塞的往復(fù)運(yùn)動，利用速度傳感器的輸出幅值反映負(fù)載輸出流量的大小。所述被試動壓反饋伺服閥(7)的負(fù)載壓差通過第一壓力傳感器和第二壓力傳感器讀出。
[0042]實(shí)施例2動壓反饋壓差特性測試
[0043]—種動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)，它主要包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥(5)、加載液壓缸(6)、計(jì)算機(jī)、截止閥、壓力傳感器、位移傳感器、低通濾波器和速度傳感器；
[0044]所述加載伺服閥(7)包括A口、B 口、供油口 P和回油口 T，所述被試動壓反饋伺服閥包括(5)包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B，所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;所述加載液壓缸(6)包括A腔、B腔、C腔和D腔;所述加載伺服閥(7)的A 口依次連接截止閥A和A腔，所述加載伺服閥(7)的B 口依次連接截止閥B和B腔，所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口依次連接截止閥C和C腔，所述被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口依次連接截止閥D和D腔；
[0045]所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A口與截止閥C的通路為油路a，所述被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口與截止閥D的通路為油路b，所述油路a和油路b之間連接截止閥H;所述油路a上設(shè)有第一壓力傳感器，所述油路b上設(shè)有第二壓力傳感器，所述反饋腔A連接第三壓力傳感器，所述反饋腔B連接第四壓力傳感器，所述加載液壓缸(6)的活塞桿一端依次連接位移傳感器和低通濾波器，所述加載液壓缸(6)的活塞桿另一端連接速度傳感器;所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別連接計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥(7)施加控制信號。
[0046]所述計(jì)算機(jī)主要包括主控制器(2)、數(shù)據(jù)采集卡(4)、人機(jī)界面(3)和DA卡(I);所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別與所述數(shù)據(jù)采集卡(4)連接，所述數(shù)據(jù)采集卡(4)與主控制器(2)連接，所述主控制器⑵與人機(jī)界面⑶連接，所述主控制器⑵與DA卡(I)連接，所述DA卡(I)對加載伺服閥
(7)施加控制信號。
[0047]—種動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，包括如下步驟:
[0048]S1:打開所述截止閥A、截止閥B、截止閥C和截止閥D，所述加載伺服閥(7)的A 口、B口和被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口、B 口分別與加載液壓缸(6)連通，將被試動壓反饋伺服閥(5)的主閥芯頂死，防止其來回移動，影響試驗(yàn)；
[0049]S2:打開所述截止閥H，利用所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥(7)施加控制信號，通過所述位移傳感器經(jīng)低通濾波器進(jìn)行位置反饋，對所述加載液壓缸(6)實(shí)施位置閉環(huán)控制，使活塞保持在中位附近；
[0050]S3:關(guān)閉所述截止閥H，利用所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥(7)施加控制信號，通過壓力傳感器進(jìn)行壓力反饋，使被試動壓反饋伺服閥(5)處在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件，調(diào)節(jié)加載伺服閥(7)的輸入正弦波電流幅值大小，使被試動壓反饋試服閥(5)的負(fù)載壓差保持設(shè)定的幅值。在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，改變不同頻率，用計(jì)算機(jī)記錄被試動壓反饋伺服閥(5)的負(fù)載壓差和反饋壓差，根據(jù)不同頻率下的動壓反饋壓差A(yù)Pd的幅值繪出動壓反饋壓差特性曲線(如圖3)。動壓反饋壓差特性曲線就是動壓反饋兩腔壓力差與通過加載閥電流頻率間的關(guān)系。
[0051]所述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件被試動壓反饋伺服閥(5)的A、B兩腔負(fù)載壓差幅值為8MPa。
[0052]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)，其特征在于，它主要包括加載伺服閥(7)、被試動壓反饋伺服閥(5)、加載液壓缸(6)、計(jì)算機(jī)、截止閥、壓力傳感器、位移傳感器、低通濾波器和速度傳感器； 所述加載伺服閥(7)包括A 口、B 口、供油口 P和回油口 T，所述被試動壓反饋伺服閥包括(5)包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反饋腔A和反饋腔B，所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器;所述加載液壓缸(6)包括A腔、B腔、C腔和D腔;所述加載伺服閥(7)的A□依次連接截止閥A和A腔，所述加載伺服閥(7)的B 口依次連接截止閥B和B腔，所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口依次連接截止閥C和C腔，所述被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口依次連接截止閥D和D腔； 所述被試動壓反饋伺服閥(5)的A 口與截止閥C的通路為油路a，所述被試動壓反饋伺服閥(5)的B 口與截止閥D的通路為油路b，所述油路a和油路b之間連接截止閥H;所述油路a上設(shè)有第一壓力傳感器，所述油路b上設(shè)有第二壓力傳感器，所述反饋腔A連接第三壓力傳感器，所述反饋腔B連接第四壓力傳感器，所述加載液壓缸(6)的活塞桿一端依次連接位移傳感器和低通濾波器，所述加載液壓缸(6)的活塞桿另一端連接速度傳感器;所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別連接計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥(7)施加控制信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)主要包括主控制器(2)、數(shù)據(jù)采集卡(4)、人機(jī)界面(3)和DA卡(I); 所述低通濾波器、速度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器分別與所述數(shù)據(jù)采集卡(4)連接，所述數(shù)據(jù)采集卡(4)與主控制器(2)連接，所述主控制器⑵與人機(jī)界面⑶連接，所述主控制器⑵與DA卡(I)連接，所述DA卡(I)對加載伺服閥(7)施加控制信號。3.—種如權(quán)利要求1至2任一所述的動壓反饋壓差特性測試系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:打開所述截止閥A、截止閥B、截止閥C和截止閥D，所述加載伺服閥(7)的A 口、B 口和被試動壓反饋伺服閥(5)的A口、B 口分別與加載液壓缸(6)連通，將被試動壓反饋伺服閥(5)的主閥芯頂死，防止其來回移動，影響試驗(yàn)； S2:打開所述截止閥H，利用所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥(7)施加控制信號，通過所述位移傳感器經(jīng)低通濾波器進(jìn)行位置反饋，對所述加載液壓缸(6)實(shí)施位置閉環(huán)控制，使活塞保持在中位附近； S3:關(guān)閉所述截止閥H，利用所述計(jì)算機(jī)對加載伺服閥(7)施加控制信號，通過壓力傳感器進(jìn)行壓力反饋，使被試動壓反饋伺服閥(5)處在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件，調(diào)節(jié)加載伺服閥(7)的輸入正弦波電流幅值大小，使被試閥(5)的負(fù)載壓差保持設(shè)定的幅值。在設(shè)規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，改變不同頻率，用計(jì)算機(jī)記錄被試動壓反饋伺服閥(5)的負(fù)載壓差和反饋壓差，根據(jù)不同頻率下的動壓反饋壓差A(yù)Pd的幅值繪出動壓反饋壓差特性曲線。
【文檔編號】F15B19/00GK105909596SQ201610450843
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】李長春, 延皓, 董立靜, 劉沁, 李競
【申請人】北京交通大學(xué)