基于直动式数字阀的电液静力加载系统研究

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1、2011年2月机床与液压Feb．20ll第39卷第3期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．39No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．03．017基于直动式数字阀的电液静力加载系统研究陈国海，朱发明(浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室，浙江杭州I310032)摘要：结构静力试验是研究复杂工程构件静特性的重要手段，是鉴定产品结构的设计静强度的主要方法。电液伺服静力加载系统是进行静力试验的关键设备。设计一种基于直动式数字阀的电液力伺服加载系统，采用了直动式数字伺服阀与经典PID控制相结合，提

2、高了系统的加载精度与动态响应速度，取得了比较好的实验效果。关键词：电液静力加载系统；数字阀；PID控制中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)3—060—3ResearchonElectro--hydraulicStaticLoadingSystemBasedonDirect-actingDigitalValveCHENGuohai．ZHUFaming(TheMOEKeyLaboratoryofMechanica1ManufactureandAutomatization．ZhejiangUniversityofT

3、echnology，HangzhouZhejiang310032，China)Abstract：Statictestofcomplexengineeringcomponentsisanimportantmeansofresearchingstaticcharacteristicsandthemainmethodtoidentifyproductstructurestaticstrength．Electro—hydraulicstaticservoloadingsystemisthekeyequipmentofstatictesting．Anelec

4、tro—hydraulicservoloadingsystembasedondirect—actiondigitalvalvewasdesigned．Thecombinationofdirect—actingdigitalservovalveandclassicalPIDcontrolimprovedthesystemaccuracyanddynamicresponsespeed，andbetterexperimentaleffectwasachieved．Keywords：Electro—hydraulicstaticloadingsystem；

5、Digitalvalve；PIDcontrol静力试验是产品研制阶段必不可少的一个环节，1系统组成及工作原理其目的是鉴定产品结构的设计静强度，并为验证强度电液数字静力加载系统由电液加载作动器、液压和刚度的计算方法以及结构的合理性提供必要的数据油源及电液伺服计算机控制系统三部分组成，其中电和资料。结构静力试验是研究工程结构在静载荷作用液加载作动器由双向对称液压油缸和直动式数字伺服下的强度、刚度和稳定性等问题的主要手段之一，对阀及力传感器、位移传感器集成，在控制系统的控制于几何形状和受力情况都较复杂的工程构件，结构静下，实现拉压加载，是系统的执行器。力

6、试验是决定其静特性唯一方便而有效的方法。另加载伺服油缸最终安装于机架底座的十字滑架上，见图1。油缸的移动范围为±150mm×600mm。外，静力试验的结果可以作为验证结构计算模型好坏油缸通过前端盖的耳轴安装于油缸架的轴承座上，可的标准之一，并可用于指导改进计算模型，提高计算以在给定的角度内自由摆动，油缸的端部通过一球耳模型的可靠性。因此，在许多领域(尤其是航空、环及连接杆与被加载对象联接，这样可以保证油缸的航天)中，在大型结构件的设计研制过程中以及正作用力始终与其轴线重合，不出现侧向偏载。为了保式交付使用前，都要进行静力试验。液压加载凭借良证当油缸

7、及油缸架与滑架T形槽之间的紧固螺栓松好的平稳性和运行中的低噪声，在工程试验中得到极开时能自由移动油缸，在十字滑架有相对滑动的表面为广泛的应用。液压加载控制技术由20世纪50年代上贴专用减摩材料。的经典PID控制逐步发展形成智能PID控制、自适应500kg电液数字伺服加载系统工作原理图如图2PID控制、模糊PID、自调整PID、单神经元PID等。示。其工作原理：由泵站提供动力，工控机(上位随着计算机技术的发展，近二三十年电液控制技术机)完成参数设定，载荷传感器及位移传感器输出经历了一场由模拟控制方式向数字控制方式的转反馈给前置控制器完成加载量的控制及

8、过载、过位移变。作者介绍了一种基于直动式数字阀的电液静力保护。伺服阀根据前置控制器的控制信号，控制步进加载系统，具有精度高