液壓伺服比例控制系統(tǒng)靜

1、液壓伺服比例控制系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)電液伺服閥靜、動(dòng)態(tài)的測(cè)試手段。掌握對(duì)流量、壓力、溫度、負(fù)載、輸入電流、頻率特性的測(cè)試、顯示、記錄、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集及處理方法等。并對(duì)電液伺服閥靜態(tài)特性品質(zhì)進(jìn)行定型和定量分析，通過(guò)測(cè)試描繪出下列曲線：1、 空載流量特性曲線：2、 壓力增益特性曲線：3、 流量壓力特性曲線：4、 內(nèi)泄漏特性曲線：5、 頻率特性曲線：二、 實(shí)驗(yàn)原理及方法電液伺服閥的靜態(tài)特性測(cè)試主要是測(cè)量閥的輸入電流、輸出電流、壓力這三個(gè)參數(shù)。這三個(gè)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系即為電液伺服閥的靜態(tài)特性。電液伺服閥的動(dòng)態(tài)特性以頻率響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)來(lái)表示，電液伺服閥的頻率響應(yīng)是輸入電流在某一頻率范

2、圍內(nèi)做等幅變頻正弦變化時(shí)，空載流量與輸入電流的復(fù)數(shù)比。測(cè)試系統(tǒng)采用了當(dāng)今最先進(jìn)的虛擬儀器技術(shù)，測(cè)試信號(hào)的發(fā)生、數(shù)據(jù)的采集及處理全部由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，可快速、準(zhǔn)確、方便地測(cè)試出電液伺服閥的性能指標(biāo)，自動(dòng)輸出測(cè)試曲線，并按需要自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)可用于電液伺服控制系統(tǒng)的教學(xué)及科研需要。靜態(tài)特性測(cè)試和動(dòng)態(tài)特性測(cè)試采用同一實(shí)驗(yàn)臺(tái)，僅需更換測(cè)試閥板，既可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)特性測(cè)試和動(dòng)態(tài)特性測(cè)試的切換。具體可以完成的實(shí)驗(yàn)包括：電液伺服閥壓力特性實(shí)驗(yàn)、流量特性實(shí)驗(yàn)、壓力流量特性實(shí)驗(yàn)、泄漏特性實(shí)驗(yàn)、頻率響應(yīng)(包括掃頻法和統(tǒng)計(jì)法)實(shí)驗(yàn)等。三、 實(shí)驗(yàn)儀器及系統(tǒng)1. 液壓系統(tǒng)如圖1所示為液壓系統(tǒng)原理圖。圖1液壓系統(tǒng)原理圖2.

3、測(cè)控系統(tǒng)1) 微型計(jì)算機(jī) P 600E CPU；64M內(nèi)存；15G 高速硬盤(pán)；1.2M 軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器；40X 光驅(qū)。2) 傳感裝置l 壓力傳感器(BPR-2型應(yīng)變電阻式壓力傳感器)l 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)(ZCF121 型直流測(cè)速發(fā)電機(jī))l 速度傳感器(自制)l 位移傳感器（FT961）l 流量計(jì)（LCR-10）3) 信號(hào)調(diào)理裝置l 動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀(Y6D-3A)l 伺服放大器(MKZ801.14)l 數(shù)據(jù)采集卡(PCI-6024E)l I/O端子板(CB-68LP)l 連接電纜(R6868)系統(tǒng)的接線1、數(shù)據(jù)采集卡的I/O端子板的接線方法接線采用差動(dòng)輸入方式，通過(guò)I/O端子板將信號(hào)與設(shè)備連接起來(lái)。具

4、體連接方法如下：u AICH0：68、34分別連接22、55u AICH1：33、66、67分別連接動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀電壓輸出端的(粗白)、（黑）、；u AICH2：65、31、64分別連接測(cè)速電機(jī)的(綠)、（桔黃）、；u AICH3：30、63、29分別連接速度傳感器的（黃）、（黑）、（黑）；u DICH0：36、37分別連接流量計(jì)接口電路的(藍(lán))、(棕)；u AOCH0：22、55分別連接電液伺服放大器的9(輸出)、7(地)；2、流量計(jì)接口電路的接線方法接口電路如圖2所示。接線方法如下。u 左上：（黃）、地（白）分別接電源12V、電源地；u 左下：（紅）、地（白）分別接電源5V、電源地；u 左

5、下：（棕）、地（藍(lán)）分別接數(shù)據(jù)采集卡37、36；u 左上：（黃）、地（白）分別接流量計(jì)（紅）、（藍(lán)）；圖2流量計(jì)接口電路圖3、伺服放大器的接線方法u 放大器的1、5、6、2分別接電源5V、15V、15V、電源地；u 放大器的12、14分別接電液伺服閥的兩個(gè)線圈；u 放大器的12、13短接；u 放大器的10、7分別接位移傳感器的輸出（藍(lán)）、地（白）；4、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的接線方法發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁端白線、粗線分別接電源15V、電源地；輸出端(綠)、（桔黃）、接采集卡的65、31、345、位移傳感器的接線方法位移傳感器的紅線、綠線、白線分別接電源15V、15V、電源地；6、電橋盒的接線方法u 左腔壓力傳感

6、器的細(xì)黃、粗綠、細(xì)綠線分別接電橋盒的1、2、3；u 右腔壓力傳感器的粉、綠、黃線分別接電橋盒的1、3、4；四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，安裝靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測(cè)試閥板及電液伺服閥，檢查液壓系統(tǒng)是否正常。檢查動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、伺服放大器、數(shù)據(jù)采集板、計(jì)算機(jī)及連線是否正確，然后開(kāi)啟計(jì)算機(jī)，用鼠標(biāo)左鍵雙擊桌面上的，即可打開(kāi)電液伺服閥特性測(cè)試的主面板，如圖3所示。首先，用鼠標(biāo)左鍵單擊，閱讀相關(guān)資料。2、鼠標(biāo)左鍵單擊按鈕所示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，即可進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。3、鼠標(biāo)左鍵單擊按鈕所示實(shí)驗(yàn)報(bào)告，即可進(jìn)行繪制出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4、鼠標(biāo)左鍵單擊，即可退出實(shí)驗(yàn)。圖3電液伺服閥CAT系統(tǒng)主面板實(shí)驗(yàn)一壓力特性實(shí)驗(yàn)1)

7、 打開(kāi)動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的開(kāi)關(guān)，對(duì)動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀預(yù)熱10分鐘，進(jìn)行調(diào)零。2) 關(guān)閉截止閥，啟動(dòng)液壓泵，按“油路開(kāi)”按鈕，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥使系統(tǒng)壓力到70bar；3) 打開(kāi)伺服放大器的開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)其零位（P4），直至動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的顯示為0。4) 在電液伺服閥CAT系統(tǒng)主面板中，用鼠標(biāo)左鍵單擊“壓力特性”下方的實(shí)驗(yàn)按鈕，進(jìn)入壓力特性實(shí)驗(yàn)前面板。選擇合適的參數(shù)，注意激勵(lì)信號(hào)的發(fā)生時(shí)間要和采集信號(hào)的時(shí)間相等。如三角波；激勵(lì)信號(hào)100點(diǎn)；幅值5V；偏移量0；刷新頻率2Hz；相位0；采樣點(diǎn)數(shù)50；采樣頻率1Hz。5) 用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的，程序開(kāi)始運(yùn)行。6) 數(shù)據(jù)采集結(jié)束，會(huì)彈出一個(gè)菜單提示用戶存盤(pán)。如若存

8、盤(pán)選擇適當(dāng)?shù)穆窂?，如不存盤(pán)，單擊cancel,接著單擊continue，系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。單擊“曲線輸出”，得到壓力特性曲線。按Ctrl+P，可將此面板及曲線打印輸出。7) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，使系統(tǒng)壓力為0，然后停泵。8) 將切換開(kāi)關(guān)，切換到“數(shù)據(jù)回放”，用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的,根據(jù)提示輸入文件名，可將以前曾存盤(pán)的實(shí)驗(yàn)曲線重新演示。9) 單擊工具欄上的，回到實(shí)驗(yàn)主面板。單擊“壓力特性”下方的實(shí)驗(yàn)報(bào)告按鈕，彈出一個(gè)對(duì)話框，填入姓名、班級(jí)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、系統(tǒng)壓力、閥類型，單擊“繼續(xù)”，根據(jù)提示填入所存盤(pán)的實(shí)驗(yàn)文件名稱，將得到實(shí)驗(yàn)曲線。按Ctrl+P可打印此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的

9、，回到實(shí)驗(yàn)主面板。10) 鼠標(biāo)左鍵單擊實(shí)驗(yàn)主面板的，即可退出實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)二流量特性實(shí)驗(yàn)1) 打開(kāi)動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的開(kāi)關(guān)，預(yù)熱10分鐘后，對(duì)其進(jìn)行調(diào)零(本實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀只作伺服閥調(diào)零作用）。2) 關(guān)閉截止閥，啟動(dòng)液壓泵，按“油路開(kāi)”按鈕，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥使系統(tǒng)壓力到70bar；3) 打開(kāi)伺服放大器的開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)其零位（P4），直至動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的顯示為0。4) 在電液伺服閥CAT系統(tǒng)主面板中，用鼠標(biāo)左鍵單擊“流量特性”下方的實(shí)驗(yàn)按鈕，進(jìn)入流量特性實(shí)驗(yàn)面板。選擇合適的參數(shù)，注意激勵(lì)信號(hào)的發(fā)生時(shí)間要和采集信號(hào)的時(shí)間相等。如三角波；激勵(lì)信號(hào)100點(diǎn)；幅值5V；偏移量0；刷新頻率2Hz；相位0；采樣點(diǎn)數(shù)

10、50；采樣頻率1Hz。5) 開(kāi)啟截止閥至全開(kāi)，打開(kāi)電液控制器開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)其“設(shè)定”按鈕，直至輸出為0.5A。用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的，程序開(kāi)始運(yùn)行。6) 數(shù)據(jù)采集結(jié)束，會(huì)彈出一個(gè)菜單提示用戶存盤(pán)。如若存盤(pán)選擇適當(dāng)?shù)穆窂?，如不存盤(pán)，單擊cancel,接著單擊continue，系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。單擊“曲線輸出”，得到流量特性曲線。按Ctrl+P，可將此面板及曲線打印輸出。7) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，使系統(tǒng)壓力為0，然后停泵。8) 將切換開(kāi)關(guān)，切換到“數(shù)據(jù)回放”，用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的,根據(jù)提示輸入文件名，可將以前曾存盤(pán)的實(shí)驗(yàn)曲線重新演示。9) 單擊工具欄上的，回到實(shí)驗(yàn)主界面。單擊“流量特性”下方

11、的實(shí)驗(yàn)報(bào)告按鈕，彈出一個(gè)對(duì)話框，填入姓名、班級(jí)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、系統(tǒng)壓力、閥類型，單擊“繼續(xù)”，根據(jù)提示填入所存盤(pán)的實(shí)驗(yàn)文件名稱，將得到實(shí)驗(yàn)曲線。按Ctrl+P可打印此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的，回到實(shí)驗(yàn)主面板。10) 鼠標(biāo)左鍵單擊實(shí)驗(yàn)主面板的，即可退出實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)三壓力流量特性實(shí)驗(yàn)1) 打開(kāi)動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的開(kāi)關(guān)，預(yù)熱10分鐘，對(duì)其進(jìn)行調(diào)零。2) 關(guān)閉截止閥，啟動(dòng)液壓泵，按“油路開(kāi)”按鈕，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥使系統(tǒng)壓力到70bar；3) 打開(kāi)伺服放大器的開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)其零位(P4)，直至動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的顯示為0。4) 在電液伺服閥CAT系統(tǒng)主面板中，用鼠標(biāo)左鍵單擊“壓力流量特性”下方的實(shí)驗(yàn)按鈕，進(jìn)入

12、壓力流量特性實(shí)驗(yàn)面板。選擇合適的參數(shù)，如采樣頻率100；采樣點(diǎn)數(shù)1000；電液伺服閥輸入電壓3V；比例節(jié)流閥加壓步數(shù)30。5) 開(kāi)啟截止閥至全開(kāi)，打開(kāi)電液控制器開(kāi)關(guān)，逆時(shí)針調(diào)節(jié)其“設(shè)定”按鈕，直至最左端。用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的，程序開(kāi)始運(yùn)行。6) 數(shù)據(jù)采集結(jié)束，會(huì)彈出一個(gè)菜單提示用戶存盤(pán)。如若存盤(pán)選擇適當(dāng)?shù)穆窂?，如不存盤(pán)，單擊cancel,接著單擊continue，系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，并可得到壓力流量特性曲線。使電液伺服閥輸入電壓與前次方向相反，重新實(shí)驗(yàn)，可得到新一組曲線。7) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，使系統(tǒng)壓力為0，然后停泵。8) 將切換開(kāi)關(guān)，切換到“數(shù)據(jù)回放”，用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的,根

13、據(jù)提示輸入文件名，可將以前曾存盤(pán)的實(shí)驗(yàn)曲線重新演示。9) 單擊工具欄上的，回到實(shí)驗(yàn)主面板。單擊“壓力流量特性”下方的實(shí)驗(yàn)報(bào)告按鈕，彈出一個(gè)對(duì)話框，填入姓名、班級(jí)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、系統(tǒng)壓力、閥類型，單擊“繼續(xù)”，根據(jù)提示填入兩次所存盤(pán)的實(shí)驗(yàn)文件名稱，將得到實(shí)驗(yàn)曲線。按Ctrl+P可打印此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的，回到實(shí)驗(yàn)主面板。10) 鼠標(biāo)左鍵單擊實(shí)驗(yàn)主面板的，即可退出實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)四泄漏特性實(shí)驗(yàn)1) 打開(kāi)動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的開(kāi)關(guān)，預(yù)熱10分鐘，對(duì)其進(jìn)行調(diào)零（本實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀只作伺服閥調(diào)零作用）。2) 關(guān)閉截止閥至全閉，啟動(dòng)液壓泵，按“油路開(kāi)”按鈕，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥使系統(tǒng)壓力到70bar；

14、3) 打開(kāi)伺服放大器的開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)其零位（P4），直至動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的顯示為0。4) 在電液伺服閥CAT系統(tǒng)主面板中，單擊“泄漏特性”下方的實(shí)驗(yàn)按鈕，進(jìn)入泄漏特性實(shí)驗(yàn)面板。選擇合適的參數(shù)。5) 打開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)后部的泄漏流量截止閥至全開(kāi)。按實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制箱上的“23DO開(kāi)”。輸入各參數(shù)，用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的，程序開(kāi)始運(yùn)行。采集結(jié)束后，根據(jù)提示，將數(shù)據(jù)文件存盤(pán)，并可得到特性曲線。6) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，使系統(tǒng)壓力為0，然后停泵。7) 單擊工具欄上的，回到實(shí)驗(yàn)主面板。單擊“泄漏特性”下方的實(shí)驗(yàn)報(bào)告按鈕，彈出一個(gè)對(duì)話框，填入姓名、班級(jí)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、系統(tǒng)壓力、閥類型，單擊“繼續(xù)”，根據(jù)提示填入所存盤(pán)的

15、文件名，可得到實(shí)驗(yàn)曲線。按Ctrl+P可打印此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。單擊工具欄上的，回到實(shí)驗(yàn)主面板。8) 單擊實(shí)驗(yàn)主面板的，即可退出實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)五動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)（掃頻法）1) 連接動(dòng)態(tài)特性測(cè)試閥板，安裝好伺服閥2) 啟動(dòng)液壓泵，按“油路開(kāi)”按鈕，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥使系統(tǒng)壓力到70bar；3) 打開(kāi)伺服放大器的開(kāi)關(guān)，并將其反饋輸入開(kāi)關(guān)S1撥至“ON”，調(diào)節(jié)伺服閥的零位（P4）。使LED指示燈均不亮。4) 在電液伺服閥CAT系統(tǒng)主面板中，用鼠標(biāo)左鍵單擊“頻率特性（掃頻法）”下方的實(shí)驗(yàn)按鈕，進(jìn)入頻率特性實(shí)驗(yàn)面板。選擇合適的參數(shù)，如掃頻點(diǎn)數(shù)1000；信號(hào)幅值2.5V。5) 參數(shù)選擇完畢后，用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的，

16、程序開(kāi)始運(yùn)行。6) 數(shù)據(jù)采集結(jié)束，會(huì)彈出一個(gè)菜單提示用戶存盤(pán)。如若存盤(pán)選擇適當(dāng)?shù)穆窂?，如不存盤(pán)，單擊cancel,接著單擊continue，系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。得到幅頻特性曲線和相頻特性曲線。按Ctrl+P，可將此面板及曲線打印輸出。7) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，使系統(tǒng)壓力為0，然后停泵。8) 單擊工具欄上的，回到實(shí)驗(yàn)主面板。單擊“頻率特性（掃頻法）”下方的實(shí)驗(yàn)報(bào)告按鈕，彈出一個(gè)對(duì)話框，填入姓名、班級(jí)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、系統(tǒng)壓力、閥類型，單擊“繼續(xù)”，根據(jù)提示填入所存盤(pán)的實(shí)驗(yàn)文件名稱，將得到實(shí)驗(yàn)曲線。按Ctrl+P可打印此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的，回到實(shí)驗(yàn)主面板。9) 鼠標(biāo)左鍵單擊實(shí)驗(yàn)主面板的，即可退出實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)六動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)（統(tǒng)計(jì)法）1）接動(dòng)態(tài)特性測(cè)試閥板，安裝好伺服閥2）啟動(dòng)液壓泵，按“油路開(kāi)”按鈕，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥使系統(tǒng)壓力到70bar；3）打開(kāi)伺服放大器的開(kāi)關(guān)，并將其反饋輸入開(kāi)關(guān)S1撥至“ON”，調(diào)節(jié)伺服閥的零位（P4）。使LED指示燈均不亮。4）電液伺服閥CAT系統(tǒng)主面板中，用鼠標(biāo)左鍵單擊“頻率特性（統(tǒng)計(jì)法）”下方的實(shí)驗(yàn)按鈕，進(jìn)入頻率特性實(shí)驗(yàn)面板。選擇合適的參數(shù)，如掃頻點(diǎn)數(shù)1000；信號(hào)幅值2.5V。5）參數(shù)選擇完畢后，用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上的，程序開(kāi)始運(yùn)行。6）數(shù)據(jù)采集結(jié)束，會(huì)彈出一個(gè)菜單提示用戶存盤(pán)。如若存盤(pán)選擇適當(dāng)?shù)穆窂?，如不存盤(pán)，