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伴随工业技术快速发展,电液伺服控制系统应用愈加广泛,电液伺服阀作为其中的关键部件,其性能好坏对于整个控制系统尤为重要。电液伺服阀性能测试是研制和使用电液伺服阀过程中不可或缺的一个关键环节,在电液伺服阀技术飞速发展的同时,客观上要求与之相关的测试技术也要进一步的发展和完善。本文针对伺服阀测试过程中如何提高自动化程度、提高测量精度、减小人为因素影响等问题,以计算机辅助测试技术为基础,发挥虚拟仪器技术优势,紧紧围绕电液伺服阀自动测试系统研制过程中诸如动态流量的测量、误差的来源、数据的采集与处理、配套软件的设计、减小测量误差的方法等一些关键问题展开研究,主要研究内容包括以下几个方面:
首先,对影响电液伺服阀的各项性能指标进行理论分析,制定电液伺服阀静动态特性的测试方案,重点研究电液伺服阀动态特性测试的原理和方法,通过测量动态油缸活塞杆运动速度来间接测量伺服阀的动态流量,采用扫频和谱分析两种不同的方法进行电液伺服阀的频率特性测试。
其次,完成对测试过程中所需要的包括计算机、数据采集板卡、传感器等主要硬件的选型;设计测试系统的供油方案,通过比例溢流阀和比例减压阀配合保持油源的稳定,通过蓄能器吸收压力脉动,通过在泵出口和阀入口处设过滤器来保证油液清洁度,通过比例节流阀完成测试系统自动加载。
再次,详细研究电液伺服阀动态特性测试中的各种影响因素:为使动态测速油缸满足小质量、低摩擦、少泄漏的要求,基于活塞溶腔最小原则计算动态测速油缸的尺寸,确定动态测速油缸的材料及密封方案,估算动态测速油缸的固有频率;建立电液伺服阀动态特性测试系统的数学模型,通过Similink仿真来研究动态测速油缸固有频率、运动组件质量、管道及油缸两腔容积以及位置定中闭环系统等因素对电液伺服阀动态特性测试过程和结果的影响,从而也验证动态测速油缸设计的合理性和测试方案的可行性。
最后,研究通过虚拟仪器实现试验中所需要的激励信号发生和数据采集处理等功能的方法;基于图形化编程软件LabVIEW编译测试系统程序,通过软硬件相互配合实现电液伺服阀静动态特性测试的功能;从软件和硬件两个角度分析测试过程中误差的来源,在软件方面采取数字滤波、平滑窗口等措施并在硬件方面采取屏蔽隔离、单点接地等措施来减小测量误差。