比例控制技术在液压教学实验中的应用

　　1　引言

　　在传统的液压教学实验中,实验工况通过手调实现,测量点不仅有限、离散,而且实验结果也是读表手抄,不仅实验效率低、能耗高、强度大而且实验数据误差也很大,因而无法保证实验数据的准确性,因此传统的实验方法往往无法满足实际实验的要求。随着计算机技术的迅速发展,尤其是比例控制技术的发展,为液压教学实验带来了广阔的发展空间。在实验过程中,电液比例调速阀可以接受计算机发出的电信号,连续地、按比例地改变液体的压力、流量,同时计算机也可以接受由传感器发回的信号,可实时地对数据进行显示、传送、存储、打印,提高了实验数据的准确性和可靠性,提高了试验效率[1]。本文就以电液比例调速阀实验为例,介绍比例控制技术在液压教学实验中的应用。

　　2　实验系统设计

　　2. 1　实验系统原理图

　　电液比例调速阀实验原理图如图1所示。该系统中的变量泵1为实验系统的动力源,溢流阀2为实验系统的进口加载装置,比例调速阀5为实验被试阀,节流阀6为实验系统的出口加载装置,同时回路中装有压力、温度、流量传感器实时测量回路中的压力和流量。若将节流阀6换成比例节流阀,可以由计算机直接控制其出口压力实现实验的全自动化。

　　2. 2　实验系统的硬件设计

　　实验系统的硬件主要由各类传感器、执行机构、数据输入与输出卡和计算机组成,如图2所示。传感器变送的输入信号经数据采集卡转化为计算机能够识别的标准数字信号后,送入计算机进行实时采集和显示。同时计算机根据实验要求产生相应的控制信号,由输出卡输出,经一块电流比例放大板,将电压控制信号转换为电流信号驱动比例电磁铁来调节电液比例调速阀阀芯开口的大小[2]。

　　2. 3　实验系统软件设计

　　实验系统软件采用VB语言编写,运行在W indows平台上。软件具有数据采集、数据处理、参数设置和通讯等功能。其中数据采集功能,可以实时采集实验过程中的各种物理量;数据处理功能包括对实验数据进行处理,打印实验报表和数据保存管理等;参数设置和通讯功能包括设置实验给定信号、输入被试阀的信息、设定系统压力、设置传感器的标定系数以及放大缩小实验曲线和设置坐标等。

　　实验系统软件采用虚拟仪器技术直观地显示当前流量、压力、温度。用动态的波形显示各时期的状态参,用户可以非常方便直接地从坐标上读出某一时刻的各项测量值,从而判断实验系统是否出现异常。操作者还可以直接从刻度值上看到各个通道值大致状态,非常贴近使用者的操作习惯。同时文字显示控件实时显示当前实验项目以及实验内容,提醒用户当前的实验状态。