[發明專利]一種電液伺服閥頻率特性測試系統

有效

• 申請號: 201310087898.6
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103148055A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 鄒憲軍;陳順紅;吳占濤
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及一種電液伺服閥測試系統,特別是一種電液伺服閥頻率特性測試系統。

背景技術

電液伺服閥頻率特性測試的基本原理：電液伺服閥是線性時不變系統，當輸入信號的幅值不變、頻率不斷變化的正弦信號時，系統達到穩態后，輸出信號為頻率相同的正弦信號，而幅值和相位有所變化。若對系統輸入諧波信號：系統的穩態響應信號為：系統的幅頻特性A(ω)=20log|XO(ω)XI(ω)|]]>和相頻特性統稱為系統的頻率特性。

電液伺服閥頻率特性測試方法有正弦頻率掃描法和譜分析法，正弦頻率掃描法是最常用的測試法。正弦頻率掃描法手動測試方法、半自動計算機輔助測試方法、全自動計算機輔助測試方法。所有測試方案的問題和技術關鍵都發生在激勵信號的產生和響應信號的測控上。

1.現有測試方案1——手動測試

國內現階段的電液伺服閥頻域特性測試技術落后，水平較低，嚴重制約我國電液伺服閥的高水平研發。傳統的頻率測試分析手段是使用模擬頻率測試分析儀，如：BT-6A、TIMOIO型頻率響應分析儀等。但是，由于其價格昂貴、體積龐大，而且不能直接得到幅頻、相頻特性，又沒有數據運算和信號處理能力，因此，給使用帶來諸多不便。高性能電液伺服閥及其測試設備長期依賴進口,不僅價格昂貴，而且受到技術封鎖，致使我國的電液伺服控制技術停滯不前。

2.現有測試方案2——自動測試

（1）計算機輔助測試（CAT）簡介

隨著液壓技術、計算機技術、控制技術、測試技術和數字信號處理等技術的發展，在液壓測試領域出現的一門綜合性的新技術—液壓計算機輔助測試技(Computer?Aided?Test)簡稱液壓CAT,液壓CAT技術將計算機技術運用于液壓測試系統中,用計算機實現液壓系統的數據采集和數字控制功能,由計算機對液壓系統的試驗參數,如壓力、流量、溫度、濕度、轉速、扭矩等參數自動進行采集、量化和分析處理并輸出結果。在試驗過程中計算機還可根據數字反饋和人工輸入,達到高精度、高效率地完成對液壓系統的特性測試以及實時控制測試系統過程及狀態的目的。

液壓CAT系統由硬件和測試系統軟件兩部分組成。液壓CAT系統的硬件部分主要完成數據的采集、傳輸和記錄等任務,包括傳感器、信號調理裝置、輸入輸出接口、計算機外設和計算機主機。液壓CAT軟件系統一般采用人們熟悉的Windows操作系統,在測試軟件的編寫上,國外一些公司開發出了如LabV?IEW、LabWindows/CVI等圖形化編程語言環境。利用這些軟件編寫程序,與傳統編程語言編寫程序相比,前者可方便獲得界面友好的測試軟件,不但不會影響軟件的運行速度,還大大縮短了編程的時間,降低了對編程人員的要求。

半自動計算機輔助測試系統見圖1，手動調節信號發生器，產生若干幅值和頻率的正弦波激勵信號，經伺服閥放大器放大后，輸入被測試閥——電液伺服閥，電液伺服閥的響應信號為流量，用小質量、低摩擦的無載動態缸作為測試裝置，動態缸活塞的速度與輸出流量成正比，因此將動態缸的速度信號作為被測試閥的響應信號，并由上位機通過模入/模出卡采集此響應信號，再進行信號處理和運算。

為使所測頻率特性能有代表意義，無載動態缸活塞應在缸的居中位置，且在測試過程中，活塞不偏離其原始的居中位置，計算機需通過模入/模出卡對活塞居中進行實時位置閉環控制。

顯然，該方案是一個半自動計算機輔助測試方案，測試效率、測試精度都不會高。

全自動計算機輔助測試系統見圖2，整個系統分為2個部分，即計算機子系統和外圍子系統。其中外圍子系統可根據具體的被測對象，選擇所需要的信號類型進行匹配。系統的前端輸入采用研華的PCLD-8710板，并在板上加上電阻和電容，形成一個低通濾波器，可用于信號的抗混疊。