动压反馈压差特性测试系统及试验方法
【专利摘要】本发明公开了一种动压反馈压差特性测试系统，它主要包括加载伺服阀、被试动压反馈伺服阀、加载液压缸、计算机、截止阀、压力传感器、位移传感器、低通滤波器和速度传感器；本发明还公开了一种动压反馈压差特性测试系统的试验方法，采用本发明中的计算机自动化测试动压反馈压差特性的试验方法，对提高伺服阀动压反馈网络相关参数的测试准确性、高效性具有十分重要的意义。
【专利说明】
动压反馈压差特性测试系统及试验方法
技术领域
[0001]本发明涉及电液伺服阀特性测试技术领域，特别涉及一种用于测试高精度电液伺服阀的动压反馈压差特性测试系统及试验方法。
【背景技术】
[0002 ]在电液伺服控制系统中，伺服阀作为系统的核心兀件，将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与液压放大，其性能优劣直接决定着电液控制系统的性能。在精密位置控制、冶金、航空航天和军事等领域中，为解决大惯量低刚度系统，由于结构带来的阻尼小，造成伺服控制系统稳定性差的问题，常采用动压反馈伺服阀作为控制元件。动压反馈伺服阀中的动压反馈网络决定了其抑制负载压力谐振的能力。通过调定动压反馈的时间常数和反馈流量增益，对伺服系统进行动压反馈校正补偿，既可以在动态时有效地提高系统阻尼，改善动态性能，又能在稳态时保持系统的刚性，使系统具有良好的抗负载干扰能力。因此，必须较为准确的配置反馈流量增益和时间常数，才能在抑制谐振的同时保证整个测试频率范围的数据合格。
[0003]目前，动压反馈特性测试方法是对动压反馈伺服阀各种特性参数进行分步测试。其中动压反馈压差特性是根据试验获得不同负载压差频率下的动压反馈压差幅值的特性曲线。为了获得动压反馈伺服阀的不同特性参数，现有技术需要在测试过程中更换测试工装并重新调试测试参数，过程较为繁琐，随着产品型号和数量的增加已经成为影响生产效率的一个重要因素。且测试过程依靠手动逐点测试，人工判读数据，自动化程度低，数据覆盖面窄，测试准确性较低，不能完全真实的反映动压反馈特性。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的在于提供一种动压反馈压差特性测试系统。
[0005]本发明的另一个目的在于提供一种动压反馈压差特性测试系统的试验方法。
[0006]为达到上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0007]—种动压反馈压差特性测试系统，它主要包括加载伺服阀、被试动压反馈伺服阀、加载液压缸、计算机、截止阀、压力传感器、位移传感器、低通滤波器和速度传感器；
[0008]所述加载伺服阀包括A 口、B 口、供油口 P和回油口 T，所述被试动压反馈伺服阀包括包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反馈腔A和反馈腔B，所述压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器;所述加载液压缸包括A腔、B腔、C腔和D腔;所述加载伺服阀的A 口依次连接截止阀A和A腔，所述加载伺服阀的B 口依次连接截止阀B和B腔，所述被试动压反馈伺服阀的A 口依次连接截止阀C和C腔，所述被试动压反馈伺服阀的B 口依次连接截止阀D和D腔；
[0009]所述被试动压反馈伺服阀的A口与截止阀C的通路为油路a，所述被试动压反馈伺服阀的B 口与截止阀D的通路为油路b，所述油路a和油路b之间连接截止阀H;所述油路a上设有第一压力传感器，所述油路b上设有第二压力传感器，所述反馈腔A连接第三压力传感器，所述反馈腔B连接第四压力传感器，所述加载液压缸的活塞杆一端依次连接位移传感器和低通滤波器，所述加载液压缸的活塞杆另一端连接速度传感器;所述低通滤波器、速度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器分别连接计算机，所述计算机对加载伺服阀施加控制信号。
[0010]进一步，所述计算机主要包括主控制器、数据采集卡、人机界面和DA卡。
[0011]进一步，所述低通滤波器、速度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器分别与所述数据采集卡连接，所述数据采集卡与主控制器连接，所述主控制器与人机界面连接，所述主控制器与DA卡连接，所述DA卡对加载伺服阀施加控制信号。
[0012]所述加载伺服阀，为模拟大惯量被控对象的负载波动，采用一个专门的加载伺服阀为被试动压反馈伺服阀进行加载。
[0013]所述加载液压缸，是测试系统的机械本体，加载伺服阀的A口、B 口与加载液压缸的活塞杆两端连通，被试动压反馈伺服阀的A口、B口与加载液压缸的活塞两端连通。
[0014]所述主控制器，按照测试软件的指令，由主控制器发出幅值和频率受控的加载信号，并且采集压力传感器和位移传感器的输出信号，由测试软件进行数据处理和绘制测试曲线。
[0015]所述数据采集卡，与主控制器进行各种传感器信号的数据传送，实现对负载压差的闭环控制。
[0016]所述DA卡将主控制器发出的数字指令信号转换成模拟量输出，用于对加载伺服阀进行控制。
[0017]所述截止阀，通过接通或断开系统中的截止阀，可以实现不同测试试验项目间的切换。
[0018]所述位移传感器，用于对加载液压缸进行位置闭环控制，以保证活塞初始位置位于中位，以便建立负载压差;压力传感器，用于测量被试动压反馈伺服阀负载两端的压差和动压反馈回路两端的压差，即可得到动压反馈伺服阀压差特性曲线。
[0019]所述动压反馈压差特性测试系统的试验方法，包括如下步骤:
[0020]SI:打开所述截止阀A、截止阀B、截止阀C和截止阀D，所述加载伺服阀的A 口、B 口和被试动压反馈伺服阀的A 口、B 口分别与加载液压缸连通，将被试动压反馈伺服阀的主阀芯顶死，防止其来回移动，影响试验；
[0021]S2:打开所述截止阀H，利用所述计算机对加载伺服阀施加控制信号，通过所述位移传感器经低通滤波器进行位置反馈，对所述加载液压缸实施位置闭环控制，使活塞保持在中位附近；
[0022]S3:关闭所述截止阀H，利用所述计算机对加载伺服阀施加控制信号，通过压力传感器进行压力反馈，使被试动压反馈伺服阀处在标准试验条件，调节加载伺服阀的输入正弦波电流幅值大小，使被试阀的负载压差保持设定的幅值。在规定的频率范围内，改变不同频率，用计算机记录被试动压反馈伺服阀的负载压差和反馈压差，根据不同频率下的动压反馈压差APd的幅值绘出动压反馈压差特性曲线。
[0023]所述动压反馈压差特性曲线就是动压反馈两腔压力差与通过加载阀电流频率间的关系。
[0024]所述标准试验条件是指被试动压反馈伺服阀的A腔和B腔的负载压差幅值为8MPa。
[0025]本发明的有益效果如下:
[0026]采用本发明中的计算机自动化测试动压反馈压差特性的试验方法，对提高伺服阀动压反馈网络相关参数的测试准确性、高效性具有十分重要的意义。
【附图说明】
[0027]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0028]图1示出了动压反馈特性测试系统的结构图。
[0029]图2示出了动压反馈压差特性测试系统的结构图。
[0030]图3示出了动压反馈压差特性曲线示意图。
[0031]图中，1.DA卡2.主控制器3.人机界面4.数据采集卡5.被试动压反馈伺服阀
6.加载液压缸7.加载伺服阀。
【具体实施方式】
[0032]为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0033I实施例1动压反馈特性测试
[0034]动压反馈特性测试系统(如图1所示)包括加载伺服阀(7)、被试动压反馈伺服阀
(5)、加载液压缸(6)、低通滤波器、压力传感器和流量传感器，以主控制器(2)、DA卡(I)以及数据采集卡(4)作为核心测试元件，人机界面(3)作为显示器。
[0035]所述加载伺服阀(7)包括A口、B 口、供油口 P和回油口 T，所述被试动压反馈伺服阀
(5)包括包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反馈腔A和反馈腔B，所述压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器；
[0036]加载伺服阀(7)的A、B口与加载液压缸(6)分别通过截止阀A、B连接，被试动压反馈伺服阀(5)的A、B 口与加载液压缸(6)分别通过截止阀C、D连接;在被试动压反馈伺服阀(5)的A、B 口与加载液压缸(6)的两条通路上分别设有第一压力传感器和第二压力传感器，在加载伺服阀(7)的A、B 口与加载液压缸(6)的两条通路之间连接节流阀A;加载伺服阀(7)的B 口与被试动压反馈伺服阀(5)的反馈腔A通过截止阀E连接，在被试动压反馈伺服阀(5)反馈腔A和截止阀E的通路上设有第三压力传感器，加载伺服阀(7)的A 口与被试动压反馈伺服阀
(5)的反馈腔B通过截止阀F连接，在被试动压反馈伺服阀(5)反馈腔B和截止阀F的通路上设有第四压力传感器;在被试动压反馈伺服阀的A、B 口与加载液压缸的两条通路之间连接截止阀H，在被试动压反馈伺服阀的A、B口与加载液压缸的两条通路之间连接截止阀G和流量传感器;所述加载液压缸(6)的活塞杆一端依次连接位移传感器和低通滤波器，所述加载液压缸(6)的活塞杆另一端连接速度传感器;所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、流量传感器、速度传感器和低通滤波器分别与计算机连接，所述计算机对加载伺服阀(7)施加控制信号。
[0037]所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、流量传感器、速度传感器和低通滤波器分别与数据采集卡(4)连接，所述数据采集卡(4)与主控制器(2)连接，所述主控制器(2)与人机界面(3)连接，所述主控制器(2)与DA卡(I)连接，所述DA卡(I)对加载伺服阀(7)施加控制信号。
[0038]关闭动压反馈特性测试系统的截止阀E、截止阀F、截止阀G和节流阀A，打开截止阀A、截止阀B、截止阀C、截止阀D和截止阀H，就是动压反馈压差特性测试系统(如图2所示)。
[0039]动压反馈特性测试
[0040]静态测试时，打开截止阀H，利用位移传感器和低通滤波器对加载液压缸(6)实施位置闭环控制，使活塞保持在中位附近，被试动压反馈伺服阀(5)处于零位状态便于建立负载压差。再关闭截止阀H，利用计算机对加载伺服阀(7)施加控制信号，使被试动压反馈伺服阀(5)负载两腔的压差幅值达到设定要求。所述被试动压反馈伺服阀(7)的反馈腔A和反馈腔B的负载压力通过第三压力传感器和第四压力传感器读出。
[0041]动态测试时，利用低通滤波器的作用打破位置闭环，被试动压反馈伺服阀(5)感受负载压差的变化而产生负载输出流量，引起活塞的往复运动，利用速度传感器的输出幅值反映负载输出流量的大小。所述被试动压反馈伺服阀(7)的负载压差通过第一压力传感器和第二压力传感器读出。
[0042]实施例2动压反馈压差特性测试
[0043]—种动压反馈压差特性测试系统，它主要包括加载伺服阀(7)、被试动压反馈伺服阀(5)、加载液压缸(6)、计算机、截止阀、压力传感器、位移传感器、低通滤波器和速度传感器；
[0044]所述加载伺服阀(7)包括A口、B 口、供油口 P和回油口 T，所述被试动压反馈伺服阀包括(5)包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反馈腔A和反馈腔B，所述压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器;所述加载液压缸(6)包括A腔、B腔、C腔和D腔;所述加载伺服阀(7)的A 口依次连接截止阀A和A腔，所述加载伺服阀(7)的B 口依次连接截止阀B和B腔，所述被试动压反馈伺服阀(5)的A 口依次连接截止阀C和C腔，所述被试动压反馈伺服阀(5)的B 口依次连接截止阀D和D腔；
[0045]所述被试动压反馈伺服阀(5)的A口与截止阀C的通路为油路a，所述被试动压反馈伺服阀(5)的B 口与截止阀D的通路为油路b，所述油路a和油路b之间连接截止阀H;所述油路a上设有第一压力传感器，所述油路b上设有第二压力传感器，所述反馈腔A连接第三压力传感器，所述反馈腔B连接第四压力传感器，所述加载液压缸(6)的活塞杆一端依次连接位移传感器和低通滤波器，所述加载液压缸(6)的活塞杆另一端连接速度传感器;所述低通滤波器、速度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器分别连接计算机，所述计算机对加载伺服阀(7)施加控制信号。
[0046]所述计算机主要包括主控制器(2)、数据采集卡(4)、人机界面(3)和DA卡(I);所述低通滤波器、速度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器分别与所述数据采集卡(4)连接，所述数据采集卡(4)与主控制器(2)连接，所述主控制器⑵与人机界面⑶连接，所述主控制器⑵与DA卡(I)连接，所述DA卡(I)对加载伺服阀
(7)施加控制信号。
[0047]—种动压反馈压差特性测试系统的试验方法，包括如下步骤:
[0048]S1:打开所述截止阀A、截止阀B、截止阀C和截止阀D，所述加载伺服阀(7)的A 口、B口和被试动压反馈伺服阀(5)的A 口、B 口分别与加载液压缸(6)连通，将被试动压反馈伺服阀(5)的主阀芯顶死，防止其来回移动，影响试验；
[0049]S2:打开所述截止阀H，利用所述计算机对加载伺服阀(7)施加控制信号，通过所述位移传感器经低通滤波器进行位置反馈，对所述加载液压缸(6)实施位置闭环控制，使活塞保持在中位附近；
[0050]S3:关闭所述截止阀H，利用所述计算机对加载伺服阀(7)施加控制信号，通过压力传感器进行压力反馈，使被试动压反馈伺服阀(5)处在标准试验条件，调节加载伺服阀(7)的输入正弦波电流幅值大小，使被试动压反馈试服阀(5)的负载压差保持设定的幅值。在规定的频率范围内，改变不同频率，用计算机记录被试动压反馈伺服阀(5)的负载压差和反馈压差，根据不同频率下的动压反馈压差APd的幅值绘出动压反馈压差特性曲线(如图3)。动压反馈压差特性曲线就是动压反馈两腔压力差与通过加载阀电流频率间的关系。
[0051]所述标准试验条件被试动压反馈伺服阀(5)的A、B两腔负载压差幅值为8MPa。
[0052]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1.一种动压反馈压差特性测试系统，其特征在于，它主要包括加载伺服阀(7)、被试动压反馈伺服阀(5)、加载液压缸(6)、计算机、截止阀、压力传感器、位移传感器、低通滤波器和速度传感器； 所述加载伺服阀(7)包括A 口、B 口、供油口 P和回油口 T，所述被试动压反馈伺服阀包括(5)包括A 口、B 口、供油口 P、回油口 T、反馈腔A和反馈腔B，所述压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器;所述加载液压缸(6)包括A腔、B腔、C腔和D腔;所述加载伺服阀(7)的A□依次连接截止阀A和A腔，所述加载伺服阀(7)的B 口依次连接截止阀B和B腔，所述被试动压反馈伺服阀(5)的A 口依次连接截止阀C和C腔，所述被试动压反馈伺服阀(5)的B 口依次连接截止阀D和D腔； 所述被试动压反馈伺服阀(5)的A 口与截止阀C的通路为油路a，所述被试动压反馈伺服阀(5)的B 口与截止阀D的通路为油路b，所述油路a和油路b之间连接截止阀H;所述油路a上设有第一压力传感器，所述油路b上设有第二压力传感器，所述反馈腔A连接第三压力传感器，所述反馈腔B连接第四压力传感器，所述加载液压缸(6)的活塞杆一端依次连接位移传感器和低通滤波器，所述加载液压缸(6)的活塞杆另一端连接速度传感器;所述低通滤波器、速度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器分别连接计算机，所述计算机对加载伺服阀(7)施加控制信号。2.根据权利要求1所述的动压反馈压差特性测试系统，其特征在于，所述计算机主要包括主控制器(2)、数据采集卡(4)、人机界面(3)和DA卡(I); 所述低通滤波器、速度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器分别与所述数据采集卡(4)连接，所述数据采集卡(4)与主控制器(2)连接，所述主控制器⑵与人机界面⑶连接，所述主控制器⑵与DA卡(I)连接，所述DA卡(I)对加载伺服阀(7)施加控制信号。3.—种如权利要求1至2任一所述的动压反馈压差特性测试系统的试验方法，其特征在于，包括如下步骤: S1:打开所述截止阀A、截止阀B、截止阀C和截止阀D，所述加载伺服阀(7)的A 口、B 口和被试动压反馈伺服阀(5)的A口、B 口分别与加载液压缸(6)连通，将被试动压反馈伺服阀(5)的主阀芯顶死，防止其来回移动，影响试验； S2:打开所述截止阀H，利用所述计算机对加载伺服阀(7)施加控制信号，通过所述位移传感器经低通滤波器进行位置反馈，对所述加载液压缸(6)实施位置闭环控制，使活塞保持在中位附近； S3:关闭所述截止阀H，利用所述计算机对加载伺服阀(7)施加控制信号，通过压力传感器进行压力反馈，使被试动压反馈伺服阀(5)处在标准试验条件，调节加载伺服阀(7)的输入正弦波电流幅值大小，使被试阀(5)的负载压差保持设定的幅值。在设规定的频率范围内，改变不同频率，用计算机记录被试动压反馈伺服阀(5)的负载压差和反馈压差，根据不同频率下的动压反馈压差APd的幅值绘出动压反馈压差特性曲线。
【文档编号】F15B19/00GK105909596SQ201610450843
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】李长春, 延皓, 董立静, 刘沁, 李竞
【申请人】北京交通大学