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基于虚拟仪器的伺服阀动静态性能测试技术及实验研究

刘斯尧  
【摘要】:电液伺服阀广泛应用于航空航天等领域,是电液伺服控制系统中的核心部件。其动静态性能直接关系到电液伺服控制系统的性能,在出厂前需要进行严格性能测试。但目前在各个伺服阀生产厂家对于伺服阀动静态性能的测试及后续数据处理主要由人工完成,测试效率和精度不高,受人为因素的影响较大。 本文针对现有伺服阀性能测试系统所存在的问题,对伺服阀动静态性能测试中的关键技术进行研究,以航空某研究所的实际要求为目标,设计制造一套新的性能测试系统,并通过试验进行分析。 对原方案进行了修改并分析了新测试系统的硬件实现。主要包括总体方案、测试台体、油路系统设计和测控电路系统设计。系统基于上下位机结构,计算机和测控电路系统分工合作,充分发挥两者的优势。随后,基于虚拟仪器技术开发了动静态性能测试系统软件,实现了测试操作的自动化。最终实现动静态性能测试的全自动化,并在实时性,可靠性方面有较大的提高。 在搭建了电液伺服阀动静态测量系统的基础上,重点研究了电液伺服阀动静态测试的几个关键技术:高精度伺服阀动态性能测量技术,通过复调制细化谱分析方法实现高精度频率振幅的测量;高精度阀驱动信号生成技术,利用微处理器和数字波形生成技术实现高精度伺服阀驱动信号;以及伺服阀采样信号滤波技术,利用一阶惯性滤波和傅立叶变换滤波方法实现了干扰信号的滤除。 通过压力传感器标定试验、阀驱动信号生成试验、静态性能试验、动态性能试验四个方面对测试系统进行了分析。试验结果验证了对伺服阀动静态性能测试关键技术的研究。新测试系统解决了原测试方案测试重复性精度不高,阀驱动信号失真大,计算机资源占用率高、不稳定、实时响应差等问题。系统重复精度在5%以内,满足了实际应用的需要。


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