液壓伺服控制技術(shù)是隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用而發(fā)展起來的的新型液壓控制技術(shù)。其控制精度和響應(yīng)的快速性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的液壓傳動(dòng)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用。在液壓技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，伺服閥的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能測(cè)試能夠讓學(xué)生直觀的了解伺服系統(tǒng)核心元件的性能和主要參數(shù)。我單位設(shè)計(jì)開發(fā)的YD-4型 電液伺服測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)可以滿足高等院校、職業(yè)院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及科研開發(fā)要求。并可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要經(jīng)升級(jí)后增加新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，具有良好的可擴(kuò)展性。

　　實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

　　1機(jī)械電子工業(yè)部1989年發(fā)布、實(shí)施的JB/JQ20233-88《電液伺服閥試驗(yàn)方法》;

　　2航空工業(yè)部1987年發(fā)布的HB5610《電液流量伺服閥通用技術(shù)條件》;

　　3國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15623-1995《電液伺服閥試驗(yàn)方法》。

　　實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體設(shè)計(jì)

　　電液伺服閥的靜態(tài)特性包括壓力增益特性、空載流量特性、壓力流量特性、內(nèi)部泄漏特性等。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該測(cè)量的參數(shù)有：控制流量Q 、供油壓力ps、回油壓力pt、控制口壓力pa 、pb 等。電液伺服閥的動(dòng)態(tài)特性通常用它的頻率特性或階躍響應(yīng)特性來表示。實(shí)驗(yàn)借助無載缸完成電液伺服閥的動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)應(yīng)該測(cè)量的參數(shù)有無載缸的位移s等。

　　本 實(shí)驗(yàn)臺(tái)由液壓站、電控部分、立式儀表柜以及數(shù)據(jù)采集工控等四部分組成。電控部分主要是液壓站供電的控制柜，可集成在液壓站前面板上。儀表柜是液壓站工作參 數(shù)的顯示面板，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，儀表柜設(shè)計(jì)成立式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部安裝高精度儀表及放大器組件，為保證儀表供電穩(wěn)定，儀表柜中安裝高質(zhì)量穩(wěn)壓電源及安全保護(hù) 電路。工控機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，內(nèi)部安裝高精度數(shù)據(jù)采集卡及標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸出單元，它可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CAT，并通過I/O電路對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)端控 制。工控機(jī)配備液晶顯示單元及激光打印輸出單元，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)處理和表格曲線打印輸出。

　　液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)構(gòu)成：

　　動(dòng)靜態(tài)特性試驗(yàn)采用同一試驗(yàn)臺(tái)。在測(cè)試靜態(tài)特性時(shí)，通過安裝在液壓缸油路上的截止閥來阻斷通往液壓缸的油路。動(dòng)態(tài)特性測(cè)試時(shí)則只打開到液壓油缸的通路。

　　硬 件配置方面：在電液伺服閥的進(jìn)油口、兩個(gè)負(fù)載口安裝三個(gè)壓力傳感器,獲得壓力參數(shù)并變送輸出。在兩負(fù)載口之間設(shè)計(jì)一整流回路，并安裝渦輪流量計(jì),得到控制 油路流量參數(shù)。比例節(jié)流閥同渦輪流量計(jì)串聯(lián)，通過改變節(jié)流閥節(jié)流口的大小，得到不同的負(fù)載壓力?；赜吐返牧髁總鞲衅骺蓽y(cè)系統(tǒng)的泄漏流量。測(cè)試動(dòng)態(tài)特性時(shí), 由于液壓油缸的速度與閥輸出的空載流量成正比,在活塞桿上加裝速度傳感器，測(cè)量速度值乘以相關(guān)系數(shù)即可獲得伺服閥的輸出流量。

　　系統(tǒng)動(dòng)態(tài)缸的定中

　　由于被試伺服閥具有原始零偏、液壓油缸由于加工和裝配時(shí)的公差配合等原因造成油缸兩腔泄漏不一致,活塞與缸筒之間在左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力不對(duì)稱等因素,當(dāng)系統(tǒng)在正弦信號(hào)激勵(lì)下,活塞在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)逐漸偏離其原始中立位置。因此在活塞桿另一端帶一只位移傳感器,其輸出信號(hào)反饋到伺服放大器的輸入端來糾正活塞的偏移。

　　數(shù)據(jù)采集及工控部分設(shè)計(jì)

　　CAT 實(shí) 驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)是全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)都是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集和處理的。試驗(yàn)時(shí)，信號(hào)由相應(yīng)的傳感器檢測(cè)，先送至儀表柜上的二次儀表，二次儀表對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行放大、濾 波轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行數(shù)字顯示，并通過相應(yīng)的接口電路傳輸給工控機(jī)，由測(cè)試軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、顯示、報(bào)表、打印等功能。同時(shí)電磁閥特別是電液伺服閥的 動(dòng)作控制通過計(jì)算機(jī)用程序來實(shí)現(xiàn)。

　　傳感器及二次儀表

　　根 據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15623-1995《電 液伺服閥試驗(yàn)方法》的要求，在電液伺服閥的具體測(cè)試試驗(yàn)項(xiàng)目中，需要測(cè)量伺服閥的進(jìn)出口和兩個(gè)控制油口的油液壓力，進(jìn)出油口的油液溫度以及流量等試驗(yàn)數(shù) 據(jù)。根據(jù)液壓系統(tǒng)的油液壓力和流量條件選擇壓力、溫度、流量傳感器如下。并根據(jù)各種傳感器的便送輸出情況選擇二次儀表。并對(duì)傳感器和二次儀表的安裝和顯示 等條件提出具體要求。

　　采集板卡和控制板卡

　　根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)功能和要求，整個(gè)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下功能：

　　1傳感器和二次儀表的測(cè)試數(shù)據(jù)的輸入

　　2根據(jù)測(cè)試試驗(yàn)項(xiàng)目的不同，控制相關(guān)電磁閥的開閉

　　3程序控制電液伺服閥的動(dòng)作和開度

　　傳感器采集的壓力、溫度、流量等測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)過二次儀表便送輸出后，通過A/D板接口電路送至工控機(jī)，由軟件進(jìn)行處理。

　　電磁閥的開閉通過工控機(jī)輸出電平信號(hào)來控制，經(jīng)過放大后控制相關(guān)電磁閥的動(dòng)作。

　　電液伺服閥的動(dòng)作和開度通過程序手動(dòng)或者自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，將程序輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬量，輸出到電液伺服閥的放大線圈控制電液伺服閥的相關(guān)動(dòng)作。

　　測(cè)試軟件

　　為 了使軟件界面更加友好、操作更加簡(jiǎn)單，我們開發(fā)了全中文的基于Window2k和XP操作系統(tǒng)的測(cè)試軟件,界面美觀大方，提示信息及其幫助全部為中文，易 于掌握，操作使用方便，系統(tǒng)穩(wěn)定性和容錯(cuò)性好。為了便于維護(hù)和使用，軟件在設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)采用了模塊化結(jié)構(gòu)以及分層菜單和容錯(cuò)技術(shù)。為提高數(shù)據(jù)采集的精度，程 序中使用了多媒體定時(shí)器，采樣精度達(dá)到1ms。同時(shí)在軟件的編制中采用了多線程技術(shù)，采集、顯示和存儲(chǔ)分線程操作，提高采集和顯示的實(shí)時(shí)性，同時(shí)加速代碼 執(zhí)行速度，節(jié)約系統(tǒng)資源。數(shù)據(jù)庫采用SQLSERVER2000便于數(shù)據(jù)的保存和查詢。