[发明专利]一种液压缸带载频率响应测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于液压元件测试技术领域。具体涉及一种液压缸带载频率响应测试系统及测试方法。

背景技术

液压系统因具有功率大、响应快、精度高等优点而被广泛应用于冶金生产设备的重要部位。液压缸是液压系统的执行机构，其带载运动过程中的响应速度对整个液压系统的性能有很大的影响，因此对液压缸的带载频率响应特性进行精确测试非常必要。尤其是结晶器振动伺服液压缸、轧机液压压下(AGC)伺服液压缸、汽车道路谱疲劳试验机交变加载液压缸等对响应速度要求高的伺服液压缸，必须定期对其带载频率响应特性进行精确测试。

目前液压缸的带载频率响应测试方法主要是：带载频率响应测试时，两个伺服液压缸竖直叠放置于闭式机架内，其中上面伺服液压缸为被测试对象，下面的伺服液压缸为提供加载力的加载液压缸，闭式机架只是提供加载反作用力，在测试过程中下面加载液压缸的无杆腔通压力油，使活塞始终输出一定的推力，将被试伺服液压缸紧压在闭式机架上，模拟轧制工况，位移传感器检测被测试伺服液压缸的动态位移。由测试系统的输入控制信号和被测试伺服液缸的输出位移的关系得到被测试伺服液缸的带载频率响应性能参数(卜匀，大型轧机液压AGC伺服缸试验台加载控制系统仿真，机床与液压，2007，35(1)；陈新元等，液压压下伺服缸动态特性测试系统研究，液压气动与密封，2004(3))。上述测试方法存在的问题：被测试伺服液压缸的频率响应指标中包含有闭式机架内加载液压缸的频率响应指标。因为多个环节串联组成的控制系统的频率响应指标由频率响应指标最低的环节决定。即如果加载液压缸的频率响应指标高于被测试伺服液压缸的频率响应指标，则其对测试结果影响不大，如果加载伺服液压缸的频率响应指标低于被测试伺服液压缸的频率响应指标，则测试结果只能反映加载液压缸的频率响应指标，从而达不到测试目的(王春行主编，液压控制系统，北京：机械工业出版，2007.pp49)。

发明内容

本发明旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种系统结构简单、测试精确和自动化程度高的液压缸带载频率响应测试系统和测试方法。

为实现上述目的，本发明的测试系统采用的技术方案是：油泵与电机同轴联接，油泵的吸油口与油箱相通，油泵的出油口通过过滤器与电液伺服阀的P口相通，电液伺服阀的A口或B口与被测试液压缸的无杆腔相通，电液伺服阀的B口或A口封闭；被测试液压缸的有杆腔和电液伺服阀的T口与油箱相通；在电液伺服阀的P口压油管路与电液伺服阀的T口回油管之间联接有电磁溢流阀，被测试液压缸安装在闭式机架内。

在被测试液压缸有杆腔端的缸体端面和闭式机架间装有位移传感器，位移传感器与数据采集卡的A/D口电连接，位移传感器与PID控制器电连接；伺服放大器的一端与电液伺服阀的电磁铁电连接，伺服放大器的另一端与PID控制器的一端电连接，PID控制器的另一端与数据采集卡的D/A口电连接，数据采集卡和计算机辅助测试软件安装在计算机内。

其中：闭式机架的最大弹性变形量大于活塞正弦振动的幅值A；被测试液压缸活塞初始外伸量L大于活塞正弦振动的幅值A的一半，被测试液压缸活塞初始外伸量L小于闭式机架的最大弹性变形量的一半。

所述的计算机辅助测试软件的主流程为：

S1-1：初始化变量，采样点数N＝500，计数点n＝0，频率计数i＝1，周期计数m＝1，活塞初始外伸量L＝1mm，时刻t₀＝0，控制电压u₀＝0，幅值A＝50μm，频率f₁＝0.1Hz，f₂＝0.2Hz，f₃＝0.5Hz，，f₄＝1Hz，f₅＝5Hz，f₆＝10Hz；

S1-2：D/A通道送出信号活塞初始外伸量L，扫描A/D通道，记录活塞初始位移S₀；

S1-3：判断S₀是否等于L，若不是则返回到S1-2，若是则继续下一步；

S1-4：计数点累加n＝n+1，频率赋值f＝f_i，ω＝2πf，采样时刻tn=2πnωN;]]>