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电液伺服性能检测综合实验台

 

JG YYB-IID电液伺服性能检测综合实验台。

JGJYYB-IID电液伺服性能检测综合实验台是采用“虚拟仪器”技术,开发研制的最新一代液压实验台。实验台能高效的完成电液伺服阀和电液比例阀的性能测试,可靠的完成电液伺服系统和电液比例系统的闭环控制。

一、性能及特点
1、液压泵站为外置结构,由油箱、柱塞泵、电机安全阀组、压力表、冷却系统过滤系统、管道、控制球阀以及蓄能器组成。
2、机架采用冷轧钢板按工业标准产品精制加工,表面喷塑处理,液压台为“L”型平台式结构,水平台面为钢板、漏网结构,立式面为显示部分(精密压力表,数显二次仪表等);水平台面上装有伺服/比例系统测试装置(用于做伺服/比例溢流阀的位置、力控制实验),此伺服/比例系统测试装置由高强度槽钢精制而成,能够防止台面变形以及实验时保证最佳稳定性。
3、系统采用PID自动调节技术,保证油源脉动小于额定压力2.5%。回油管道大,系统回油压力小于额定压力3%。
4、电液伺服阀的频率特性测试是以电液伺服阀为测试对象,测试阀的幅频特性和相频特性,绘制Bode图 (即:对数幅频特性和相频特性图)。
伺服阀的频率测试部分,采用本公司研发的动态测试缸,作频率分析。动态测试缸是本公司,根据《中华人民共和国国家标准。GB/T15623.1-2003,电调制液压控制阀—四通方向流量控制阀试验方法》,结合现有技术开发的一种专门测试伺服、比例阀频率的一种装置。整套系统包括测试缸体、低摩擦活塞、速度传感器、位移传感器、激励信号发生器以及LabvIEW平台开发的测试软件等,以上部件全由本公司开发完成,测试方式由激励信号发生器给被试阀发出激震信号,伺服阀阀芯颤动频率通过液体传给活塞,从而引起活塞颤动,并把颤动信号传给速度传感器.

其测试原理:本实验采用多步法测量伺服阀的频率特性。单一频率正弦激励的多步法是在测量的频率范围内,选择若干个频率测试点;在每个测试点,用一定频率和幅值的正弦波施加于伺服阀进行激励,流量型的伺服阀的流量作为响应信号被采集。响应信号和激励信号是同频率的正弦信号,计算不同频率下的两信号的幅值比和相位差,即可获得伺服阀的频率特性。.
本实验采用动态测试缸速度传感器间接地测量伺服阀输出的流量信息,采用以单片机为内核的数字频率采集卡产生一定频率和幅值的正弦激励信号输入伺服阀线圈,伺服阀的阀心产生响应的运动,输出流量驱动动态测试缸也产生响应的运动,连接在动态缸活塞上的速度传感器测出信号和伺服阀输出的流量值可等价的转换,速度传感器信号视为伺服阀的响应信号。正常工作状态下,响应信号和激励信号的频率相等,但幅值和相位不相等。随着激励频率的增大,响应信号的幅值愈来愈小,相位滞后愈来愈大。
5、伺服/比例系统位置、力控制实验采用缸、模块、阀集成式结构,以槽钢为基座,工作油缸与负载油缸或挡块安装其上,并可拆卸互换。实验者可根据不同负载形式模拟实际工况进行实验。

(1)位置系统控制实验
(2)力控制系统性能实验
6、为了让学生更熟悉、准确掌握常用PID控制器类型和算法以及数字PID控制器结构参数对系统动态性能的影响本公司还开发了一套系统仿真软件。直接可在课堂操作,无需连接实验台,其设计思路与说明:系统仿真是用系统的数学模型来模拟一个真实系统动态特性的实验技术方法。这门技术以成功运用于控制系统性能分析和实践中。
7、电器控制系统为独立的柜式控制单元,分为电器控制部分和电器操作部分,电器操作面板上装有操作按钮、比例放大器及位二次仪表,电器柜布置安全合理,便于维修。
8、液压元件均配有油路过渡模块,通过金属硬管或软管与执行系统连接,保证在额定工作压力下不漏油。
9、系统冷却,采用专业的水冷方式,使系统测试温度达到国家标准以内,有效排除油温过高影响实验精度的问题。
10、电源模块带三相漏电保护、输出电压380V/220V,对地漏电电流超过30mA即切断电源;电气控制采用直流24V电源,并带有过压保护,防止误操作损坏设备。
11、实验用液压元件采用德国力士乐系列产品,具有高可靠性,严格按学校要求配置元器件。
12、实验台配置了完备的各类型传感器,包括压力传感器、光栅位移传感器、温度传感器、流量传感器、测速传感器,以满足各项实验参数测试的需要。其它元件均采用国内知名厂家的产品。
13、实验台设计合理,测试精度高,闭环位置控制精度可以达到0.1mm。
14、实践性强,学生可自己设计实验,学习掌握液压系统原理与功能;分析诊断原理性故障。


三、控制测试系统
1、实验台的计算机控制测试系统由计算机、数据采集卡、接口板、传感器和电磁阀等组成。采用计算机加采集卡及相应传感器、变换电路组成信号发生和采集的硬件系统,结合编制的专用软件组成基于虚拟仪器的伺服/比例阀测试CAT系统。
2、系统软件的界面是用美国NI公司的LabVIEW开发的,软件界面直观性强,操作方便,功能齐全,交互性好,除具有实测功能以外,还具有虚拟教学的功能,教师可以利用界面提供的数据窗口输入不同的数据,得出不同的分析曲线,从而做到多种配置的理论分析。
3、伺服阀的频率响应采用硬件形式的激励信号发生器加上专用的频响动态缸测试,测试结果真实准确,根据阀的性能不同,频率响应最低可以做到50HZ以上。测试曲线(波德图)实时显示。
4、控制测试系统实现实验室参数(压力、流量、转速、位移等)的自动数据检测,自动处理、存储、自动生成实验报告和打印输出等功能。
5、系统能实现回路电磁阀的自动控制,提高了实验台操作的自动化和智能化水平。
6、系统可同时进行6个二位电磁阀的控制。
四、技术参数
系统最高工作压力:25 Mpa
电动机:M15P4H523 额定功率:11KW 额定转速:1440r/min(1台)
变量柱塞泵:25YCY14-1B 额定压力:25Mpa 额定排量:17.8ml/rev
轴向柱塞液压马达:10MCM14-1B 额定压力:31.5Mpa 额定排量: 10ml/rev
外形尺寸:实验平台:1300×830×950mm 控制柜:500×420×900mm

四、实验内容
1、计算机控制电液比例位置系统的设计性实验
1.1比例阀的性能测试
1.1.1比例溢流阀的压力特性
a.比例溢流阀压力特性测试装置
b.比例溢流阀的输入输出特性的物理意义和测试方法
c.比例溢流阀调压特性及测试方法
1.1.2比例溢流阀的动态特性实验
a.比例溢流阀的动态特性测试装置
b.比例溢流阀压力阶跃响应特性曲线的测试方法
c.比例溢流阀动态特性各参数物理意义和计算方法
1.2电液伺服比例系统的设计性测试实验
1.2.1电液比例力控制系统性能实验(阀控缸)
a.电液比例力控制系统的组成、工作原理和校正方法
b.计算机在电液比例力控制系统的作用
c.系统动态分析原理和时域参数的测试方法
d.数字PID控制器结构参数对系统动态性能的影响
1.2.2电液比例位置控制系统的性能实验(阀控缸)
a.电液比例位置控制系统的组成、工作原理和校正方法
b.计算机在电液比例位置控制系统的作用
c.系统动态分析原理和时域参数的测试方法
d.数字PID控制器结构参数对系统动态性能的影响
3、伺服阀的性能测试(阀控缸)
3.1电液伺服阀的静态特性实验
a.电液伺服阀流量特性测试装置
b. 电液伺服阀控制器的输入输出特性的物理意义和测试方法
c. 电液伺服阀的流量特性及测试方法
e. 电液伺服阀的压力增益特性的测试方法
f. 电液伺服阀的频率特性的测试方法
3.2电液伺服阀的动态性能实验
a. 电液伺服阀的动态特性装置
b. 电液伺服阀的流量阶跃响应特性曲线的测试方法
c. 电液伺服阀的频率响应特性曲线(Bode图)的测试方法
d. 电液伺服阀的动态特性和参数物理意义和测试方法
3.3电液伺服阀的力控制系统性能实验(闭环控制)
a. 电液伺服阀的力控制系统的组成、工作原理和校正方法
b.计算机在电液伺服阀的力控制系统的作用
c.系统动态分析原理和时域参数的测试方法
d.数字PID控制器结构参数对系统动态性能的影响
e.闭环力控制系统
3.4电液伺服阀的位置控制系统的性能实验(闭环控制)
a. 电液伺服阀的位置控制系统的组成、工作原理和校正方法
b.计算机在电液伺服阀的位置控制系统的作用
c.系统动态分析原理和时域参数的测试方法
d.数字PID控制器结构参数对系统动态性能的影响
e.系统频率特性分析
3.5、电液伺服阀的频率特性测试

 

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