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JG YYB-IID電液伺服性能檢測綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
JGJYYB-IID電液伺服性能檢測綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)是采用“虛擬儀器”技術(shù)，開發(fā)研制的最新一代液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)能高效的完成電液伺服閥和電液比例閥的性能測試，可靠的完成電液伺服系統(tǒng)和電液比例系統(tǒng)的閉環(huán)控制。
一、性能及特點(diǎn)
1、液壓泵站為外置結(jié)構(gòu)，由油箱、柱塞泵、電機(jī)安全閥組、壓力表、冷卻系統(tǒng)過濾系統(tǒng)、管道、控制球閥以及蓄能器組成。
2、機(jī)架采用冷軋鋼板按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品精制加工，表面噴塑處理，液壓臺(tái)為“L”型平臺(tái)式結(jié)構(gòu)，水平臺(tái)面為鋼板、漏網(wǎng)結(jié)構(gòu)，立式面為顯示部分（精密壓力表，數(shù)顯二次儀表等）；水平臺(tái)面上裝有伺服/比例系統(tǒng)測試裝置（用于做伺服/比例溢流閥的位置、力控制實(shí)驗(yàn)），此伺服/比例系統(tǒng)測試裝置由高強(qiáng)度槽鋼精制而成，能夠防止臺(tái)面變形以及實(shí)驗(yàn)時(shí)保證最佳穩(wěn)定性。
3、系統(tǒng)采用PID自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，保證油源脈動(dòng)小于額定壓力2.5%�；赜凸艿来螅到y(tǒng)回油壓力小于額定壓力3%。
4、電液伺服閥的頻率特性測試是以電液伺服閥為測試對(duì)象，測試閥的幅頻特性和相頻特性，繪制Bode圖 (即：對(duì)數(shù)幅頻特性和相頻特性圖)。
伺服閥的頻率測試部分，采用本公司研發(fā)的動(dòng)態(tài)測試缸，作頻率分析。動(dòng)態(tài)測試缸是本公司，根據(jù)《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)。GB/T15623.1-2003,電調(diào)制液壓控制閥—四通方向流量控制閥試驗(yàn)方法》，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)開發(fā)的一種專門測試伺服、比例閥頻率的一種裝置。整套系統(tǒng)包括測試缸體、低摩擦活塞、速度傳感器、位移傳感器、激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器以及LabvIEW平臺(tái)開發(fā)的測試軟件等，以上部件全由本公司開發(fā)完成，測試方式由激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器給被試閥發(fā)出激震信號(hào)，伺服閥閥芯顫動(dòng)頻率通過液體傳給活塞，從而引起活塞顫動(dòng)，并把顫動(dòng)信號(hào)傳給速度傳感器.
其測試原理：本實(shí)驗(yàn)采用多步法測量伺服閥的頻率特性。單一頻率正弦激勵(lì)的多步法是在測量的頻率范圍內(nèi)，選擇若干個(gè)頻率測試點(diǎn)；在每個(gè)測試點(diǎn)，用一定頻率和幅值的正弦波施加于伺服閥進(jìn)行激勵(lì)，流量型的伺服閥的流量作為響應(yīng)信號(hào)被采集。響應(yīng)信號(hào)和激勵(lì)信號(hào)是同頻率的正弦信號(hào)，計(jì)算不同頻率下的兩信號(hào)的幅值比和相位差，即可獲得伺服閥的頻率特性。.
本實(shí)驗(yàn)采用動(dòng)態(tài)測試缸速度傳感器間接地測量伺服閥輸出的流量信息，采用以單片機(jī)為內(nèi)核的數(shù)字頻率采集卡產(chǎn)生一定頻率和幅值的正弦激勵(lì)信號(hào)輸入伺服閥線圈，伺服閥的閥心產(chǎn)生響應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，輸出流量驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)測試缸也產(chǎn)生響應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，連接在動(dòng)態(tài)缸活塞上的速度傳感器測出信號(hào)和伺服閥輸出的流量值可等價(jià)的轉(zhuǎn)換，速度傳感器信號(hào)視為伺服閥的響應(yīng)信號(hào)。正常工作狀態(tài)下，響應(yīng)信號(hào)和激勵(lì)信號(hào)的頻率相等，但幅值和相位不相等。隨著激勵(lì)頻率的增大，響應(yīng)信號(hào)的幅值愈來愈小，相位滯后愈來愈大。
5、伺服/比例系統(tǒng)位置、力控制實(shí)驗(yàn)采用缸、模塊、閥集成式結(jié)構(gòu)，以槽鋼為基座，工作油缸與負(fù)載油缸或擋塊安裝其上，并可拆卸互換。實(shí)驗(yàn)者可根據(jù)不同負(fù)載形式模擬實(shí)際工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（1）位置系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)
（2）力控制系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)
6、為了讓學(xué)生更熟悉、準(zhǔn)確掌握常用PID控制器類型和算法以及數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響本公司還開發(fā)了一套系統(tǒng)仿真軟件。直接可在課堂操作，無需連接實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其設(shè)計(jì)思路與說明：系統(tǒng)仿真是用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型來模擬一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法。這門技術(shù)以成功運(yùn)用于控制系統(tǒng)性能分析和實(shí)踐中。
7、電器控制系統(tǒng)為獨(dú)立的柜式控制單元，分為電器控制部分和電器操作部分，電器操作面板上裝有操作按鈕、比例放大器及位二次儀表，電器柜布置安全合理，便于維修。
8、液壓元件均配有油路過渡模塊，通過金屬硬管或軟管與執(zhí)行系統(tǒng)連接，保證在額定工作壓力下不漏油。
9、系統(tǒng)冷卻，采用專業(yè)的水冷方式，使系統(tǒng)測試溫度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，有效排除油溫過高影響實(shí)驗(yàn)精度的問題。
10、電源模塊帶三相漏電保護(hù)、輸出電壓380V/220V，對(duì)地漏電電流超過30mA即切斷電源；電氣控制采用直流24V電源，并帶有過壓保護(hù)，防止誤操作損壞設(shè)備。
11、實(shí)驗(yàn)用液壓元件采用德國力士樂系列產(chǎn)品，具有高可靠性，嚴(yán)格按學(xué)校要求配置元器件。
12、實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置了完備的各類型傳感器，包括壓力傳感器、光柵位移傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、測速傳感器，以滿足各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)測試的需要。其它元件均采用國內(nèi)知名廠家的產(chǎn)品。
13、實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)合理，測試精度高，閉環(huán)位置控制精度可以達(dá)到0.1mm。
14、實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生可自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)掌握液壓系統(tǒng)原理與功能；分析診斷原理性故障。
三、控制測試系統(tǒng)
1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的計(jì)算機(jī)控制測試系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、接口板、傳感器和電磁閥等組成。采用計(jì)算機(jī)加采集卡及相應(yīng)傳感器、變換電路組成信號(hào)發(fā)生和采集的硬件系統(tǒng)，結(jié)合編制的專用軟件組成基于虛擬儀器的伺服/比例閥測試CAT系統(tǒng)。
2、系統(tǒng)軟件的界面是用美國NI公司的LabVIEW開發(fā)的，軟件界面直觀性強(qiáng)，操作方便，功能齊全，交互性好，除具有實(shí)測功能以外，還具有虛擬教學(xué)的功能，教師可以利用界面提供的數(shù)據(jù)窗口輸入不同的數(shù)據(jù)，得出不同的分析曲線，從而做到多種配置的理論分析。
3、伺服閥的頻率響應(yīng)采用硬件形式的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器加上專用的頻響動(dòng)態(tài)缸測試，測試結(jié)果真實(shí)準(zhǔn)確，根據(jù)閥的性能不同，頻率響應(yīng)最低可以做到50HZ以上。測試曲線（波德圖）實(shí)時(shí)顯示。
4、控制測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室參數(shù)（壓力、流量、轉(zhuǎn)速、位移等）的自動(dòng)數(shù)據(jù)檢測，自動(dòng)處理、存儲(chǔ)、自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告和打印輸出等功能。
5、系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)回路電磁閥的自動(dòng)控制，提高了實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作的自動(dòng)化和智能化水平。
6、系統(tǒng)可同時(shí)進(jìn)行6個(gè)二位電磁閥的控制。
四、技術(shù)參數(shù)
系統(tǒng)最高工作壓力：25 Mpa
電動(dòng)機(jī)：M15P4H523 額定功率：11KW 額定轉(zhuǎn)速：1440r/min（1臺(tái)）
變量柱塞泵：25YCY14-1B 額定壓力：25Mpa 額定排量：17.8ml/rev
軸向柱塞液壓馬達(dá)：10MCM14-1B 額定壓力：31.5Mpa 額定排量： 10ml/rev
外形尺寸：實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：1300×830×950mm 控制柜：500×420×900mm
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1、計(jì)算機(jī)控制電液比例位置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
1.1比例閥的性能測試
1.1.1比例溢流閥的壓力特性
a.比例溢流閥壓力特性測試裝置
b.比例溢流閥的輸入輸出特性的物理意義和測試方法
c.比例溢流閥調(diào)壓特性及測試方法
1.1.2比例溢流閥的動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)
a.比例溢流閥的動(dòng)態(tài)特性測試裝置
b.比例溢流閥壓力階躍響應(yīng)特性曲線的測試方法
c.比例溢流閥動(dòng)態(tài)特性各參數(shù)物理意義和計(jì)算方法
1.2電液伺服比例系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性測試實(shí)驗(yàn)
1.2.1電液比例力控制系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)（閥控缸）
a.電液比例力控制系統(tǒng)的組成、工作原理和校正方法
b.計(jì)算機(jī)在電液比例力控制系統(tǒng)的作用
c.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析原理和時(shí)域參數(shù)的測試方法
d.數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響
1.2.2電液比例位置控制系統(tǒng)的性能實(shí)驗(yàn)（閥控缸）
a.電液比例位置控制系統(tǒng)的組成、工作原理和校正方法
b.計(jì)算機(jī)在電液比例位置控制系統(tǒng)的作用
c.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析原理和時(shí)域參數(shù)的測試方法
d.數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響
3、伺服閥的性能測試（閥控缸）
3.1電液伺服閥的靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)
a.電液伺服閥流量特性測試裝置
b. 電液伺服閥控制器的輸入輸出特性的物理意義和測試方法
c. 電液伺服閥的流量特性及測試方法
e. 電液伺服閥的壓力增益特性的測試方法
f. 電液伺服閥的頻率特性的測試方法
3.2電液伺服閥的動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)
a. 電液伺服閥的動(dòng)態(tài)特性裝置
b. 電液伺服閥的流量階躍響應(yīng)特性曲線的測試方法
c. 電液伺服閥的頻率響應(yīng)特性曲線（Bode圖）的測試方法
d. 電液伺服閥的動(dòng)態(tài)特性和參數(shù)物理意義和測試方法
3.3電液伺服閥的力控制系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)（閉環(huán)控制）
a. 電液伺服閥的力控制系統(tǒng)的組成、工作原理和校正方法
b.計(jì)算機(jī)在電液伺服閥的力控制系統(tǒng)的作用
c.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析原理和時(shí)域參數(shù)的測試方法
d.數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響
e.閉環(huán)力控制系統(tǒng)
3.4電液伺服閥的位置控制系統(tǒng)的性能實(shí)驗(yàn)（閉環(huán)控制）
a. 電液伺服閥的位置控制系統(tǒng)的組成、工作原理和校正方法
b.計(jì)算機(jī)在電液伺服閥的位置控制系統(tǒng)的作用
c.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析原理和時(shí)域參數(shù)的測試方法
d.數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響
e．系統(tǒng)頻率特性分析
3.5、電液伺服閥的頻率特性測試
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