电液伺服阀计算机辅助测试技术的研究

　　0 前言

　　在电液伺服阀生产和使用过程中,按国标规范必须对电液伺服阀进行静、动态特性测试,在电液伺服系统运行出现异常时,也往往与作为系统中关键控制元件的电液伺服阀状态有关,因此电液伺服阀的定期测试和调整是一项确保液压控制系统安全可靠运行的必不可少的措施和手段。

　　本文介绍的测试方法可实现三、四通电液伺服阀的静、动态特性测试。在测试过程中能够实时处理各种测试数据,显示特性曲线,计算伺服阀的静、动态性能指标并完成对测试结果和特性曲线的存储、打印和管理。

　　1 测试系统的组成

　　该电液伺服阀静、动态特性计算机辅助测试系统包括3部分:计算机辅助测试系统、伺服阀测试台体和液压油泵站。测试系统结构如图1所示。

　　该系统的计算机辅助测试系统由工业PC及其外设、A/D、D/A信号变换器、传感器信号预处理电路及液压伺服阀功放等部分构成。测试系统所采用的软件系统是实时信号分析与信号发生器软件包,该软件系统具有强大的数据采集和信号实时快速处理能力,并提供伺服阀测试过程中所需的各种信号。在进行电液伺服阀的幅频特性和相频特性测试过程中,该辅助测试系统采用了跟踪滤波实时处理技术,可得到满意的伺服阀的动态响应特性。

　　测试系统油路如图2所示,测试台体上设有4个测试工位,即三通静、动态特性测试工位和四通静、动态特性测试工位。每个测试工位上均配有相应的位移、压力和流量传感器。其中位移传感器共2只,对应2只动态油缸;速度传感器共4只,分别对应2只动态油缸和2只静态油缸;压力传感器共设6只,每个四通阀测试工位2只,三通阀测试工位1只。

　　液压油泵站的作用是把电源的电能转变成液压能,并保证系统足够的工作流量与压力。泵站主泵采用轴向柱塞泵,额定压力31.5MPa,额定排量63mL/r,额定转速1500r/min。

　　2 伺服阀静、动态特性测试

　　空载流量特性测试:通过信号发生器软件向被测伺服阀输出一个低频控制电信号(频率为0.1Hz的三角波),计量液压油缸活塞进行往复运动,同时将该低频控制信号接入实时信号分析系统的预设输入通道中;检测计量液压油缸活塞的速度传感器信号进行预处理放大以及A/D转换,将其接入信号分析系统另一预设输入通道中;在实时信号分析软件中按实际情况设置各输入通道的参数,完成空载流量曲线的绘制,计算零偏和滞环。伺服阀空载流量特性的测试结果如图3 (a)所示。

　　压力特性测试:设置信号发生器向电液伺服阀输出0.1Hz的三角波为激励控制电信号,将该激励控制电信号转接入实时信号分析系统的预设输入通道中;将检测到的负载口压力传感器输出信号进行预处理放大并进行A/D转换后输入到信号分析系统的另一预设输入通道中;设置实时信号分析软件的各输入通道的参数,使其完成压力特性曲线的绘制,并进行零偏和压力滞环的计算;伺服阀压力特性测试结果如图3(b)所示。