[发明专利]液压缸Stribeck模型摩擦参数的测试系统及测试方法

权利要求书

1.液压缸Stribeck模型摩擦参数的测试系统，其特征在于：包括比例减压溢流阀（1）、流量伺服阀（2）、电磁换向阀（3）、被测液压缸（8）、液压泵站（9）、液压控制器（10）和数据采集装置（11）；

所述比例减压溢流阀（1）和流量伺服阀（2）的P口与T口分别与液压泵站（9）的P口与T口相通，所述比例减压溢流阀（1）的Y口与液压泵站（9）的L口相通；

所述流量伺服阀（2）的A口与被测液压缸（8）的无杆腔相通，所述流量伺服阀（2）的B口封闭；

所述电磁换向阀（3）的P口与比例减压溢流阀（1）的A口相通，所述电磁换向阀（3）的T口与液压泵站（9）的T口相通，所述电磁换向阀（3）的A口与被测液压缸（8）的有杆腔相通，所述电磁换向阀（3）的B口封闭；

所述电磁换向阀（3）的A口与被测液压缸（8）的有杆腔相通的管路上设置有有杆腔压力传感器（5）和用于动态补偿比例减压溢流阀(1)压力波动的蓄能器（4）；

所述流量伺服阀（2）的A口与被测液压缸（8）的无杆腔相通的管路上设置有无杆腔压力传感器（6）；

所述被测液压缸(8)设置有用于实时检测被测液压缸（8）活塞杆位置的位移传感器(7)，所述位移传感器（7）将位移信号传输给液压控制器（10）；

所述有杆腔压力传感器（5）和无杆腔压力传感器（6）将压力信号传输给液压控制器（10）；

所述液压控制器（10）将控制指令输出给比例减压溢流阀(1)和流量伺服阀(2)；

所述液压控制器（10）将被测液压缸（8）两腔的压力数据以及活塞杆实时位置数据传输给内设有数据分析软件的数据采集装置（11）。

2.根据权利要求1所述的液压缸Stribeck模型摩擦参数的测试系统，其特征在于：所述数据分析软件的主流程为：

（1）数据分析软件从采集的数据中提取液压缸每段匀速运动的摩擦力数据，包括摩擦力F、液压缸两腔压力之和（p_A+p_B）、液压缸匀速运动速度v；

（2）提取的摩擦力数据按照液压缸背压进行分组，每组摩擦力数据按照匀速运动速度从小到大进行排列；

（3）将提取的摩擦力数据处理为液压缸匀速运动速度v和液压缸两腔压力之和（p_A+p_B）为自变量x和y，液压缸摩擦力F为因变量F(x，y)，绘制x，y，F（x，y）的三维曲线；

（4）给定拟合公式f(x,y)=(a+by)(1+(c-1)exp(dx))+ex,其中a、b、c、d、e均为未知拟合参数；

（5）预估a、b、c、d、e的取值范围，对绘制的x，y，F（x，y）的三维曲线按照给定的拟合公式和取值范围进行最小二乘法曲面拟合，从而得到拟合参数a、b、c、d、e的拟合值。

3.利用权利要求1所述的液压缸Stribeck模型摩擦参数的测试系统进行测试的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)液压系统、控制系统、数据采集系统做好测试准备，液压泵站（9）输出压力正常，蓄能器（4）已充氮；

(2)液压控制器（10）向比例减压溢流阀（1）输出指令，设定被测液压缸背腔压力，被测液压缸（8）的有杆腔压力传感器（5）检测到恒定压力；

(3)液压控制器（10）开环斜坡输出流量伺服阀（2）正向开口指令，被测液压缸（8）的活塞杆启动并匀速伸出；

(4)被测液压缸(8)的活塞杆伸出到每个位置后，流量伺服阀（2）给出负向指令，被测液压缸活塞杆缩回；

(5)液压控制器（10）输出增大流量伺服阀（2）正向开口指令，被测液压缸（8）的活塞杆伸出速度大于上次伸出速度；

(6)数据采集装置（11）实时采集并存储被测液压缸（8）的两腔压力信号和位移传感器（7）的信号；

(7)重复步骤(4)和(5)，可以得到相同有杆腔背压下，被测液压缸不同匀速运动下的摩擦力。

(8)重复步骤(2)～(7),可以得到被测液压缸不同两腔压力和不同匀速运动速度下的摩擦力数值。

(9)由数据采集装置（11）对采集存储的摩擦力、速度、被测液压缸两腔的压力进行离线数据曲面拟合，得到被测液压缸Stribeck模型摩擦参数f_c、f_v、K_b、c_v、F_pr的测量值。