[發明專利]一種懸臂桁架疲勞試驗的液壓運動控制系統及方法

有效

• 申請號: 201610031684.0
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105697470B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 米建偉;方曉莉;段學超;門喜明;黃集發;范麗彬;王小龍;汪輝
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08;G01M13/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種懸臂桁架疲勞試驗的液壓運動控制方法，其特征在于，所述懸臂桁架疲勞試驗的液壓運動控制方法包括以下步驟：

步驟一：液壓運動控制器等待上位機通過以太網接口發送運動命令及運動參數，運動命令及參數包括：懸臂桁架自由端提升位置，在該提升位置是否需要振動運動，振動曲線函數參數，在該提升位置的懸停時間；接收到后執行步驟二；

步驟二：非對稱大液壓缸行程與其伸縮速度V相關，而伸縮速度V與比例調速閥輸出流量Q成正比，比例調速閥輸出流量Q與輸入的控制電壓U成正比，即有V與U成比例關系：

$V=\frac{Q}{A}=\frac{Q}{{\mathrm{\πD}}^2/4}=\frac{K_{0}U}{{\mathrm{\πD}}^2/4}=\frac{4K_0}{{\mathrm{\πD}}^2}U;$

Q為15L/min，公稱通徑D為16mm，內部比例放大器要求輸入信號U為0～10V；微處理器根據上位機發送的非對稱大液壓缸運動行程計算出對應的數字量，通過16位DA轉換器通道一轉換為取值范圍為0～5V的電壓信號，經過比例閥控制信號調理電路隔離驅動放大為取值范圍為0～10V的電壓信號后輸出給電液比例閥；同時微處理器通過GPIO輸出控制換向閥的開關量信號，經過換向閥光耦隔離電路隔離、電平變換后輸出給換向閥；電液比例閥和換向閥共同作用到非對稱大液壓缸，牽引懸臂桁架自由端進行提升運動；在提升過程中通過激光定位檢測裝置檢測懸臂桁架自由端的提升位置，未到達則持續輸出控制信號，到達指定提升點則執行步驟三；提升過程中對稱小液壓缸由非對稱大液壓缸牽引隨動，自身不做運動；

步驟三：根據上位機發送的運動命令及運動參數判斷在該提升點是否需要振動運動，不需要則執行第四步；否則，根據運動參數指定的振動曲線函數，規劃振動曲線離散數據，微處理器輸出對稱小液壓缸運動的離散數字量，通過DA轉換器通道二轉換為連續的模擬量，經過伺服閥控制信號調理電路驅動放大后輸出給電液伺服閥，同時通過磁致伸縮傳感器檢測對稱小液壓缸的伸縮量，經過位移傳感器電流信號調理電路，送到微處理器片內ADC轉換為離散數字量，作為閉環控制的反饋信號；采用移植在微處理器中的嵌入式實時操作系統μC/OSII多任務技術，在運動過程中同時將規劃的運動數據和反饋的實際運動數據通過以太網發送到上位機，在上位機繪制運動誤差曲線；振動過程中非對稱大液壓缸保持靜止狀態；

步驟四：判斷懸停時間，未到則等待，懸停時間到則執行步驟五；

步驟五：控制非對稱大液壓缸，牽引懸臂桁架自由端下落到初始位置，控制方式同步驟二，區別為換向閥方向反向，然后轉到步驟一等待上位機發送新的運動命令及運動參數。