一種電液伺服閥性能測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電液伺服閥測(cè)試技術(shù)，公開了一種電液伺服閥性能測(cè)試系統(tǒng)，在測(cè)試伺服閥性能時(shí)，根據(jù)測(cè)試要求，控制模塊控制電磁閥組合通斷電以達(dá)到自動(dòng)切換測(cè)試狀態(tài)(流量、壓力、內(nèi)漏等)的目的。測(cè)試模塊根據(jù)軟件部分設(shè)定通過采集卡發(fā)出測(cè)試信號(hào)，并對(duì)傳感器信號(hào)(電流、壓力、流量、溫度、液位等)進(jìn)行調(diào)理，采集卡通過硬件同步將經(jīng)過調(diào)理后傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。最后軟件部分將采集數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波、擬合、計(jì)算出伺服閥各項(xiàng)性能參數(shù)，并繪制出性能曲線，打印測(cè)試報(bào)告。伺服閥性能測(cè)試過程中測(cè)試狀態(tài)的切換是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的操作過程，本發(fā)明將這一復(fù)雜操作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，簡(jiǎn)化了操作過程，提高了測(cè)試的效率，同時(shí)減少了人為因數(shù)的影響。
【專利說明】一種電液伺服閥性能測(cè)試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利屬于電液伺服閥測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種能夠自動(dòng)切換測(cè)試狀態(tài)的電液伺服閥性能測(cè)試系統(tǒng)，主要應(yīng)用于伺服閥生產(chǎn)廠家或高頻率使用伺服閥的廠家。

【背景技術(shù)】
[0002]電液伺服閥是電液伺服控制系統(tǒng)中的重要控制元件，在系統(tǒng)中起著電液轉(zhuǎn)換與功率放大的作用，電液伺服閥結(jié)合了精密機(jī)械、電子技術(shù)和液壓技術(shù)，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、信號(hào)處理靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、功率放大系數(shù)高與輸出線性度好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金機(jī)械、航空航天、艦船和兵器工業(yè)等主要領(lǐng)域。電液伺服閥的性能決定電液伺服控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，因此快速準(zhǔn)確測(cè)試電液伺服閥的性能就顯得尤為重要。
[0003]當(dāng)前很多電液伺服閥生產(chǎn)和使用廠家仍舊采用傳統(tǒng)的手工測(cè)試，利用低頻信號(hào)發(fā)生器、記錄儀、頻率特性分析儀等來實(shí)現(xiàn)測(cè)試。測(cè)試人員根據(jù)所測(cè)性能的不同，手動(dòng)調(diào)整測(cè)試系統(tǒng)的上各個(gè)截止閥的開關(guān)狀態(tài)來切換測(cè)試狀態(tài)。然后，調(diào)整測(cè)試信號(hào)，在記錄儀上繪制出性能曲線，從而得到伺服閥性能參數(shù)。手工測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試成本高、操作復(fù)雜，對(duì)測(cè)試人員技能的要求很高，測(cè)試時(shí)受人為因素影響大，測(cè)試準(zhǔn)確性較差。已不能滿足對(duì)伺服閥性能測(cè)試的要求。
[0004]隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，CAT技術(shù)也隨之快速發(fā)展并不斷完善，其在電液伺服閥性能測(cè)試領(lǐng)域的應(yīng)用步伐也越來越快。所謂CAT技術(shù)，就是將計(jì)算機(jī)與普通測(cè)試系統(tǒng)(一、二次儀表)相結(jié)合，充分利用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量大、運(yùn)算速度快的優(yōu)勢(shì)，采用各種功能軟件包實(shí)現(xiàn)測(cè)試中的各種數(shù)據(jù)處理功能。同時(shí)運(yùn)用適當(dāng)?shù)耐鈬蹇?，?shí)現(xiàn)諸如信號(hào)發(fā)生器、頻率測(cè)試儀、比例閥控制器、電磁閥控制器以及記錄儀的功能，經(jīng)過設(shè)計(jì)完全可以達(dá)到伺服閥性能全自動(dòng)測(cè)試的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的:設(shè)計(jì)一種能夠自動(dòng)切換測(cè)試狀態(tài)的電液伺服閥性能測(cè)試系統(tǒng)。達(dá)到電液伺服閥所有性能全自動(dòng)測(cè)試的目的。提高電液伺服閥的測(cè)試精度與效率，減小試驗(yàn)人員的操作難度，避免弓I入人為誤差。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種電液伺服閥性能測(cè)試系統(tǒng)，主要包括泵站、測(cè)試臺(tái)架、伺服閥性能測(cè)試儀、計(jì)算機(jī)、采集卡、壓力、流量、溫度、液位傳感器；其特征在于:還包括一個(gè)自動(dòng)切換裝置，伺服閥性能測(cè)試儀通過自動(dòng)切換裝置自動(dòng)切換伺服閥性能測(cè)試狀態(tài)，采集卡將測(cè)試信號(hào)傳輸給伺服閥性能測(cè)試儀，伺服閥性能測(cè)試儀將測(cè)試信號(hào)進(jìn)行功率放大等處理后給被測(cè)伺服閥施加測(cè)試電流，伺服閥工作，伺服閥性能測(cè)試儀調(diào)理傳感器信號(hào)，采集卡通過硬件同步將經(jīng)過調(diào)理后傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；最后測(cè)試軟件將采集數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波、擬合、計(jì)算出伺服閥各項(xiàng)性能參數(shù)，并繪制出相應(yīng)性能曲線，打印測(cè)試報(bào)告；同時(shí)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)試系統(tǒng)中的各種狀態(tài)，并能夠在某些特定設(shè)置的故障狀態(tài)下自動(dòng)停機(jī)，以確保整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的安全可靠；
[0007]伺服閥性能測(cè)試儀包括直流穩(wěn)壓電源、信號(hào)調(diào)理電路；直流穩(wěn)壓電源給測(cè)伺服閥性能測(cè)試儀調(diào)理電路提供直流電源，為測(cè)試臺(tái)架上切換測(cè)試狀態(tài)用的電磁閥組提供工作電流；信號(hào)調(diào)理電路具有硬件濾波、加減運(yùn)算功能、信號(hào)放大跟隨、V/I轉(zhuǎn)換、恒流電路功能；
[0008]采集卡為16位NI6229數(shù)據(jù)采集卡，采集卡對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過總線傳輸給計(jì)算機(jī)；采集卡根據(jù)測(cè)試軟件設(shè)定通過I/o 口為伺服閥靜態(tài)測(cè)試內(nèi)部的自動(dòng)切換裝置提供指令信號(hào)，測(cè)試自動(dòng)切換裝置自動(dòng)切換測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試狀態(tài)。
[0009]計(jì)算電液伺服閥的各性能特性參數(shù)是通過最小二乘法擬合算法和牛頓迭代求解多項(xiàng)式算法實(shí)現(xiàn)的。測(cè)試伺服閥動(dòng)態(tài)性能時(shí)，在對(duì)動(dòng)態(tài)作動(dòng)器的速度信號(hào)進(jìn)行FFT變換時(shí)，對(duì)截?cái)嗟乃俣刃盘?hào)添加了 Hanning窗,減小了速度信號(hào)的譜泄漏。
[0010]本發(fā)明開發(fā)的電液伺服閥動(dòng)靜態(tài)測(cè)試軟件操作步驟如下:打開測(cè)試軟件，在測(cè)試軟件參數(shù)輸入界面上輸入被測(cè)電液伺服閥的必要參數(shù)(額定壓力、額定電流、額定流量等)，然后點(diǎn)選所需的特性試驗(yàn)(流量、壓力、內(nèi)漏等)，開始試驗(yàn)后，測(cè)試系統(tǒng)能夠根據(jù)選擇的特性試驗(yàn)，自動(dòng)切換測(cè)試狀態(tài)，完成所有被選擇的特性試驗(yàn)，計(jì)算出特性參數(shù)，并繪制出相應(yīng)的測(cè)試曲線，打印測(cè)試報(bào)告。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明解決了傳統(tǒng)電液伺服閥性能測(cè)試存在的問題，全自動(dòng)測(cè)試電液伺服閥所有性能的。提高電液伺服閥的測(cè)試精度與效率，減小試驗(yàn)人員的操作難度，避免引入人為誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0012]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2為本發(fā)明伺服閥性能測(cè)試儀中調(diào)理電路的原理圖；
[0014]圖3、4、5為本發(fā)明測(cè)試軟件的操作流程圖；

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合說明書附圖以及實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0016]如圖1所示，根據(jù)用戶的測(cè)試要求，測(cè)試狀態(tài)切換裝置自動(dòng)切換當(dāng)前測(cè)試狀態(tài)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成測(cè)試信號(hào)，通過采集卡D/A轉(zhuǎn)換后生成模擬測(cè)試信號(hào)，模擬信號(hào)經(jīng)伺服閥性能測(cè)試儀功率驅(qū)動(dòng)后生成測(cè)試電流信號(hào)，電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服閥工作，各種傳感器(電流、壓力、流量、溫度、液位等)將各種測(cè)試需要的物理量轉(zhuǎn)換電流信號(hào)，傳感器電流信號(hào)被伺服閥性能測(cè)試儀調(diào)理成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)被采集卡A/D轉(zhuǎn)換后生成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)通過總線又傳回了計(jì)算機(jī)。測(cè)試軟件經(jīng)過濾波、擬合、計(jì)算出伺服閥各項(xiàng)性能參數(shù)，并繪制出相應(yīng)的性能曲線，打印測(cè)試報(bào)告。
[0017]如圖2所示，硬件調(diào)理電路具有V/1、硬件二階低通濾波、信號(hào)放大跟隨、加減運(yùn)算等功能。4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)不容易受到外界干擾，可以長(zhǎng)距離傳輸不衰減，非常適合用來作為傳感器信號(hào)的傳輸形式，但是電流信號(hào)不能直接被計(jì)算機(jī)采集，通過硬件調(diào)理電路的高精度250Ω線繞采樣電阻，轉(zhuǎn)變?yōu)?-5V的電壓信號(hào)。硬件二階低通濾波的作用是消除原始信號(hào)中所包含的高頻噪聲信號(hào)，防止測(cè)試時(shí)造成信號(hào)幅值衰減和相位滯后，信號(hào)放大跟隨的作用是將1-5V的電壓信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為0-10V的標(biāo)準(zhǔn)電壓，并且防止調(diào)理電路連接到測(cè)試系統(tǒng)中時(shí)其它電路對(duì)調(diào)理電路產(chǎn)生影響，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性能，加減運(yùn)算的作用是將負(fù)載腔I的壓力信號(hào)與負(fù)載腔2的壓力信號(hào)相減，生成伺服閥壓力特性測(cè)試時(shí)所需的壓差信號(hào)。
[0018]如圖3、4、5所示，伺服閥性能測(cè)試系統(tǒng)操作可以分為兩大塊:靜態(tài)測(cè)試與動(dòng)態(tài)測(cè)試。選擇進(jìn)入靜態(tài)測(cè)試界面，“系統(tǒng)檢測(cè)”的作用是測(cè)試前檢測(cè)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)工作是否正常；“參數(shù)設(shè)定”的作用是設(shè)置被測(cè)伺服閥的性能指標(biāo)；“試驗(yàn)選擇”的作用是選擇需做的性能試驗(yàn)；“判據(jù)設(shè)定”的作用是設(shè)定伺服閥性能參數(shù)合格的標(biāo)準(zhǔn)；“故障設(shè)定”的作用是設(shè)定故障報(bào)警的物理量數(shù)值；“記錄查詢”的作用是查詢伺服閥測(cè)試記錄。開始測(cè)試時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)“參數(shù)設(shè)定”與“試驗(yàn)選擇”的設(shè)定，自動(dòng)切換測(cè)試狀態(tài)，自動(dòng)完成所需的性能測(cè)試，并根據(jù)“判據(jù)設(shè)定”、“故障設(shè)定”作出相應(yīng)的判斷與動(dòng)作。選擇進(jìn)入動(dòng)態(tài)測(cè)試界面，“參數(shù)設(shè)置”完畢后，點(diǎn)擊“開始測(cè)試”就可以自動(dòng)完成伺服閥的動(dòng)態(tài)性能測(cè)試；“坐標(biāo)設(shè)置”的作用是將測(cè)試結(jié)果的坐標(biāo)顯示為普通直角坐標(biāo)系還是對(duì)數(shù)坐標(biāo)系。
【權(quán)利要求】
1.一種電液伺服閥性能測(cè)試系統(tǒng)，主要包括泵站、測(cè)試臺(tái)架、伺服閥性能測(cè)試儀、計(jì)算機(jī)、采集卡、壓力、流量、溫度、液位傳感器；其特征在于:還包括一個(gè)自動(dòng)切換裝置，伺服閥性能測(cè)試儀通過自動(dòng)切換裝置自動(dòng)切換伺服閥性能測(cè)試狀態(tài)，采集卡將測(cè)試信號(hào)傳輸給伺服閥性能測(cè)試儀，伺服閥性能測(cè)試儀將測(cè)試信號(hào)進(jìn)行功率放大等處理后給被測(cè)伺服閥施加測(cè)試電流，伺服閥工作，伺服閥性能測(cè)試儀調(diào)理傳感器信號(hào)，采集卡通過硬件同步將經(jīng)過調(diào)理后傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；最后測(cè)試軟件將采集數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波、擬合、計(jì)算出伺服閥各項(xiàng)性能參數(shù)，并繪制出相應(yīng)性能曲線，打印測(cè)試報(bào)告；同時(shí)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)試系統(tǒng)中的各種狀態(tài)，并能夠在某些特定設(shè)置的故障狀態(tài)下自動(dòng)停機(jī)，以確保整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的安全可罪； 伺服閥性能測(cè)試儀包括直流穩(wěn)壓電源、信號(hào)調(diào)理電路；直流穩(wěn)壓電源給測(cè)伺服閥性能測(cè)試儀調(diào)理電路提供直流電源，為測(cè)試臺(tái)架上切換測(cè)試狀態(tài)用的電磁閥組提供工作電流；信號(hào)調(diào)理電路具有硬件濾波、加減運(yùn)算功能、信號(hào)放大跟隨、V/I轉(zhuǎn)換、恒流電路功能； 采集卡為16位NI6229數(shù)據(jù)采集卡，采集卡對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過總線傳輸給計(jì)算機(jī)；采集卡根據(jù)測(cè)試軟件設(shè)定通過I/O 口為伺服閥靜態(tài)測(cè)試內(nèi)部的自動(dòng)切換裝置提供指令信號(hào)，測(cè)試自動(dòng)切換裝置自動(dòng)切換測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】F15B19/00GK104454790SQ201410728175
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】孫鎮(zhèn)輝 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司金城南京機(jī)電液壓工程研究中心