电液伺服式减振器测试平台控制策略-振动、测试与诊断

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1、振动!测试与诊断第!"卷第"期.',9!":'9"#$%"年%#月73;9#$%"&'()*+,'-./0)+1/'*"23+4()353*167/+8*'4/4!"##%$9%"<=$$>9;*?/9/44*9%$$<@"A$%9#$%"9$"9$%B电液伺服式减振器测试平台控制策略!王存堂!"张"凯!"张"兵!"谢方伟!"宣"芮%江苏大学机械工程学院"镇江"#%#$%!&摘要"针对国内汽车减振器行业生产!检测和研究的迫切需求"为测试减振器在复杂多变的载荷谱作用下的响应性能"搭建了电液伺服式减振器测

2、试平台"研究了测试台伺服控制策略'基于2+1,+0$C/5(,/*?软件"建立测试系统的仿真模型"并对其进行仿真'采用三状态控制策略提高系统响应和跟踪精度'仿真结果和试验结果对比表明"采用该控制策略能保证系统稳定性"提高系统带宽"使测试平台精确测试减振器阻尼力和加速度的衰减'关键词"减振器(液压测试台(控制策略(2+1,+0$C/5(,/*?中图分类号"D<"!9!!重端自由运动用于模拟汽车车身运动状态'减振器引"言底端与液压振动台相连接"用于接收液压振动台的激励振动'本控制系统是基于位移!速度和加速

3、度减振器是汽车悬架系统的重要组成部分"其性反馈控制和前馈控制"将振动测试平台系统的相关能的优劣直接关系到汽车的平稳性!舒服性以及操参数输入控制器内"参数由控制器处理后又实时反)%@!*馈输入到测试系统"从而使整个振动测试平台系统纵稳定性'近年来"由于汽车行业的快速发展"市场对减振器的需求量增大"性能要求提高"进一步形成一个闭环的控制'在控制信号的作用下液压缸促使我国对减振器测试平台先进技术进行研究"加可以实现任意波形的振动"从而实现精确模拟汽车快了减振器及其试验技术的国产化进程)<@=*'相对减振器的

4、振动状态'图%中加速度计#测量的信号于传统机械凸轮式减振器测试平台"本研究的电液为液压缸激振台的加速度信号(加速度计%测量的伺服式减振器测试平台采用响应频率快!控制精度高的电液伺服阀及低摩擦因数的伺服缸为试验台提供激振源"同时将位移!速度!加速度三状态控制策略应用于测试系统中"从而提高了测试平台的精度"使测试平台达到汽车减振器测试的性能指标要求"能够精确地测试减振器阻尼力以及加速度的衰减"较好地模拟减振器实际工况'$"电液伺服式减振器测试平台组成及原理""电液伺服式减振器测试平台的整体组成及原理如图%

5、所示"主要由液压缸!伺服阀!位移传感器!加图%"电液伺服式减振器测试平台示意图速度传感器!数据板卡!控制器!监控计算机!减振器E/89%"C;F35+1/;G/+8)+5'-1F33,3;1)'@FHG)+(,/;43)I'和加载箱等组成'减振器上端与车身配重固联"配134103*;F-')4F';?+04')03)!江苏省工业支撑重点资助项目%JK#$%!$$L@!&(科技型中小企业技术创新基金资助项目%%!M#"#%!#$#$#L&(镇江市工业科技支撑资助项目%CNO#$%!$$!B&(江苏省博士

6、后科学基金资助项目%%<$#$L!M&(江苏大学高级人才科研启动基金资助项目收稿日期##$%=@$#@$L(修回日期##$%=@$=@#<"第"期王存堂"等#电液伺服式减振器测试平台控制策略%%

7、"#%!&%%(4&!5其中#!为活塞无杆腔面积("为负载压力(%为%"液压伺服系统数学模型%#活塞及负载的总质量()为活塞和负载的黏性阻尼*系数('为活塞位移(+为负载的弹簧刚度(,为#%9$"阀控缸传递函数作用在活塞上的任意外力(-为负载流量(+!为#-""本系统采用的动力机构为对称阀控制非对称滑阀总的流量增益(+!为滑阀总的流量@压力系*缸"图#为其结构原理图'数(.为阀芯位移(1为液压缸的总泄漏系数(3/2*$为腔室容积(为等效体积弹性模数(4$!$!"!5#%其中!为活塞有杆腔面积'#根据上

8、述各式可以得到阀控非对称缸的方块图"如图!所示'图#"对称阀控制非对称缸原理图E/89#"C;F35+1/;G/+8)+5'-4H5531)/;I+,I3;'*1)',,3G图!"阀控非对称缸方块图+4H5531)/;+,FHG)+(,/;;H,/*G3)E/89!"J,';?G/+8)+5'-4H5531)/;I+,I3;'*1)',,3G+4H5531)/;+,FHG)+(,/;;H,/*G3)根据滑阀流量方程!液压缸连续性方程和负载由图!可得到输出