液壓伺服控制技術(shù)是隨著液壓傳動技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用而發(fā)展起來的的新型液壓控制技術(shù)。其控制精度和響應(yīng)的快速性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的液壓傳動，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用。在液壓技術(shù)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，伺服閥的靜態(tài)、動態(tài)性能測試能夠讓學(xué)生直觀的了解伺服系統(tǒng)核心元件的性能和主要參數(shù)。我單位設(shè)計開發(fā)的YD-4型 電液伺服測試試驗臺可以滿足高等院校、職業(yè)院校的實驗教學(xué)及科研開發(fā)要求。并可以根據(jù)現(xiàn)場的實際需要經(jīng)升級后增加新的實驗項目，具有良好的可擴(kuò)展性。

　　實驗標(biāo)準(zhǔn)：

　　1機(jī)械電子工業(yè)部1989年發(fā)布、實施的JB/JQ20233-88《電液伺服閥試驗方法》;

　　2航空工業(yè)部1987年發(fā)布的HB5610《電液流量伺服閥通用技術(shù)條件》;

　　3國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15623-1995《電液伺服閥試驗方法》。

　　實驗臺的整體設(shè)計

　　電液伺服閥的靜態(tài)特性包括壓力增益特性、空載流量特性、壓力流量特性、內(nèi)部泄漏特性等。實驗中應(yīng)該測量的參數(shù)有：控制流量Q 、供油壓力ps、回油壓力pt、控制口壓力pa 、pb 等。電液伺服閥的動態(tài)特性通常用它的頻率特性或階躍響應(yīng)特性來表示。實驗借助無載缸完成電液伺服閥的動態(tài)特性的測試。實驗應(yīng)該測量的參數(shù)有無載缸的位移s等。

　　本 實驗臺由液壓站、電控部分、立式儀表柜以及數(shù)據(jù)采集工控等四部分組成。電控部分主要是液壓站供電的控制柜，可集成在液壓站前面板上。儀表柜是液壓站工作參 數(shù)的顯示面板，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，儀表柜設(shè)計成立式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部安裝高精度儀表及放大器組件，為保證儀表供電穩(wěn)定，儀表柜中安裝高質(zhì)量穩(wěn)壓電源及安全保護(hù) 電路。工控機(jī)是整個系統(tǒng)的控制核心，內(nèi)部安裝高精度數(shù)據(jù)采集卡及標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸出單元，它可對整個系統(tǒng)實現(xiàn)CAT，并通過I/O電路對液壓系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)端控 制。工控機(jī)配備液晶顯示單元及激光打印輸出單元，可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)處理和表格曲線打印輸出。

　　液壓系統(tǒng)設(shè)計

　　系統(tǒng)構(gòu)成：

　　動靜態(tài)特性試驗采用同一試驗臺。在測試靜態(tài)特性時，通過安裝在液壓缸油路上的截止閥來阻斷通往液壓缸的油路。動態(tài)特性測試時則只打開到液壓油缸的通路。

　　硬 件配置方面：在電液伺服閥的進(jìn)油口、兩個負(fù)載口安裝三個壓力傳感器,獲得壓力參數(shù)并變送輸出。在兩負(fù)載口之間設(shè)計一整流回路，并安裝渦輪流量計,得到控制 油路流量參數(shù)。比例節(jié)流閥同渦輪流量計串聯(lián)，通過改變節(jié)流閥節(jié)流口的大小，得到不同的負(fù)載壓力。回油路的流量傳感器可測系統(tǒng)的泄漏流量。測試動態(tài)特性時, 由于液壓油缸的速度與閥輸出的空載流量成正比,在活塞桿上加裝速度傳感器，測量速度值乘以相關(guān)系數(shù)即可獲得伺服閥的輸出流量。

　　系統(tǒng)動態(tài)缸的定中

　　由于被試伺服閥具有原始零偏、液壓油缸由于加工和裝配時的公差配合等原因造成油缸兩腔泄漏不一致,活塞與缸筒之間在左右往復(fù)運動時摩擦力不對稱等因素,當(dāng)系統(tǒng)在正弦信號激勵下,活塞在作往復(fù)運動時會逐漸偏離其原始中立位置。因此在活塞桿另一端帶一只位移傳感器,其輸出信號反饋到伺服放大器的輸入端來糾正活塞的偏移。

　　數(shù)據(jù)采集及工控部分設(shè)計

　　CAT 實 驗臺的特點是全部試驗數(shù)據(jù)都是由計算機(jī)自動采集和處理的。試驗時，信號由相應(yīng)的傳感器檢測，先送至儀表柜上的二次儀表，二次儀表對傳感器信號進(jìn)行放大、濾 波轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行數(shù)字顯示，并通過相應(yīng)的接口電路傳輸給工控機(jī)，由測試軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)存儲、顯示、報表、打印等功能。同時電磁閥特別是電液伺服閥的 動作控制通過計算機(jī)用程序來實現(xiàn)。

　　傳感器及二次儀表

　　根 據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15623-1995《電 液伺服閥試驗方法》的要求，在電液伺服閥的具體測試試驗項目中，需要測量伺服閥的進(jìn)出口和兩個控制油口的油液壓力，進(jìn)出油口的油液溫度以及流量等試驗數(shù) 據(jù)。根據(jù)液壓系統(tǒng)的油液壓力和流量條件選擇壓力、溫度、流量傳感器如下。并根據(jù)各種傳感器的便送輸出情況選擇二次儀表。并對傳感器和二次儀表的安裝和顯示 等條件提出具體要求。

　　采集板卡和控制板卡

　　根據(jù)測試系統(tǒng)的系統(tǒng)功能和要求，整個數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)要實現(xiàn)以下功能：

　　1傳感器和二次儀表的測試數(shù)據(jù)的輸入

　　2根據(jù)測試試驗項目的不同，控制相關(guān)電磁閥的開閉

　　3程序控制電液伺服閥的動作和開度

　　傳感器采集的壓力、溫度、流量等測試數(shù)據(jù)經(jīng)過二次儀表便送輸出后，通過A/D板接口電路送至工控機(jī)，由軟件進(jìn)行處理。

　　電磁閥的開閉通過工控機(jī)輸出電平信號來控制，經(jīng)過放大后控制相關(guān)電磁閥的動作。

　　電液伺服閥的動作和開度通過程序手動或者自動實現(xiàn)，將程序輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬量，輸出到電液伺服閥的放大線圈控制電液伺服閥的相關(guān)動作。

　　測試軟件

　　為 了使軟件界面更加友好、操作更加簡單，我們開發(fā)了全中文的基于Window2k和XP操作系統(tǒng)的測試軟件,界面美觀大方，提示信息及其幫助全部為中文，易 于掌握，操作使用方便，系統(tǒng)穩(wěn)定性和容錯性好。為了便于維護(hù)和使用，軟件在設(shè)計開發(fā)時采用了模塊化結(jié)構(gòu)以及分層菜單和容錯技術(shù)。為提高數(shù)據(jù)采集的精度，程 序中使用了多媒體定時器，采樣精度達(dá)到1ms。同時在軟件的編制中采用了多線程技術(shù)，采集、顯示和存儲分線程操作，提高采集和顯示的實時性，同時加速代碼 執(zhí)行速度，節(jié)約系統(tǒng)資源。數(shù)據(jù)庫采用SQLSERVER2000便于數(shù)據(jù)的保存和查詢。