基于位置控制的电液伺服弹簧疲劳试验台液压系统仿真研究

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1、2014年4月机床与液压Apr．2014第42卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．07．024基于位置控制的电液伺服弹簧疲劳试验台液压系统仿真研究周恩涛，林君哲，乔建基，丛炬日(1．东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110004；2．宝钢工程技术集团有限公司，上海201900)摘要：在大弹簧疲劳测试中，电液伺服疲劳试验台是最为常用的设备。电液伺服疲劳试验台的性能主要取决于液压系统和控制系统性能的好坏。从液压伺服系统的设计计算人手，采用传递函数的方法建立了液压系统的

2、模型。设计一种基于遗传算法的模糊控制器，将模糊控制与遗传算法结合起来，弥补了常规凭经验来确定隶属函数的粗糙方法的不足。关键词：疲劳试验台；电液伺服系统；模糊控制；遗传算法；MATLAB中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)7—090—3SimulationResearchonElectro—HydraulicServoFatigueTestingBedHydraulicSystemBasedonPositionControlZHOUEntao，LINJunzhe，QIAOJia~i，CONGXuanri(1．SchoolofMech

3、anicalEngineering&Automation，NortheasternUniversity，ShenyangLiaoning110004，China；2．BaosteelEngineering&TechnologyGroupCo．Ltd．，Shanghai201900，China)Abstract：Theelectro—hydraulicservospringsfatiguetestingmachineisthemostpopularequipmentinspringsfatiguetest．Theperformanceofthetestingmachine

4、wasmainlyreliedontheperformanceofhydraulicsystemandcontrolsystem．Startingwiththecom—putationanddesignofhydraulicservosystem，themodelsofthehydraulicsystemwerebuiltbyusingthemethodoftransferfunctions．Afuzzycontrollerbasedongeneticalgorithm(GA)isdesignedforcombiningthefuzzycontrolandGA，whic

5、hremediesdeficiencyofakindofroughmethodthatusuallyconfirmsthemembershipfunctionaccordingtoexperience．Keywords：Fatiguetestingmachine；Electro—hydraulicservosystem；Fuzzycontrol；GA；MATLAB圆柱螺旋弹簧是铁路车辆的重要部件，对整个缸的行程也很小，所以采用伺服阀控液压缸系统来实车辆起着减震和支撑的作用。由于铁路车辆的弹簧现动作要求。液压系统包括主动力源、控制动力源、工作的条件复杂，它的失效方式也多种

6、多样，其中伺服阀控制液压缸、蓄能过滤部件组和油箱及附件。主要有断裂失效和应力松弛失效两大类，约有80％其工作原理如图1所示。失效破坏是由于弹簧疲劳引起的⋯。因此，对车用系统设计的特点是：系统具有低压启动保护系弹簧进行有效精确的疲劳试验显得非常重要。所以统，防止油泵启动时产生的瞬时高压对系统造成巨大设计出合理的机械结构，能够实现多种速度和位移的液压冲击，延长系统的使用寿命，同时设有高温报的弹簧疲劳试验的设备，符合我国试验机研究发展警、最低液位报警、滤油器污染堵塞报警，保证整个方向。液压源系统的工作安全可靠地运行。1系统原理设计取系统工作压力P=10MPa。通过相关计算得到

7、根据实验台工作情况，提出的设计要求为：液压缸的尺寸，液压缸内径为D=50mm；活塞杆直试验波形为正弦波；振幅±10mm；工作频率20Hz；持续工作时间大于300h；弹簧质量50kg；弹簧径为d=25mm。当液压缸以最大速度Vmax运动，考虑变形最大处的弹力12000N。最大流量，按照无杆腔受控，需要提供的流量q⋯，由上述设计要求可以看出，这是一个以位置控制即伺服阀的最大负载流量为163L／min。系统选用泵为主的液压伺服系统。系统的控制功率不大，且液压的流量为84L／min，其余流量由蓄能器供应。收稿日期：2013—03—27基金项目：国