肇庆出租升高车  升高车的电液伺服阀静态性能的测试方法   肇庆出租升高车, 肇庆升高车公司, 肇庆升高车  在升高车的电液伺服阀刚开始出现之际，发展速度是非常缓慢的，直到１９５０年初，永磁动铁式力矩马达的问世才推动了伺服阀的进一步发展，同时也改善了伺服阀的动态性能。随着对电磁学的深入研究，关于永磁力矩马达的研究也在趋于完善。详细地描述了力矩马达的工作机制及其设计方法，并推导出一个理想的模型。由于的模型比较简单，所以在上世纪６０年代升高车的电液伺服阀相关的学术研究和工程领域中得到了广泛的应用。但是推导的数学模型也存在着不足，他认为力矩马达导磁体的磁阻、永磁体的磁阻以及衔铁的磁阻都远远小于气隙的磁阻，从而把这些磁阻及漏磁均忽略不计，这样力矩马达的数学模型有了很大程度上的简化，但即使是这样简化后的模型在某些场合仍有局限性，比如当衔铁运动到磁极的尾端时，由该数学模型则得到此时力矩马达输出的电磁力矩是无限大，这显然是不合理。到了本世纪初，加入了永磁体的漏磁和磁阻，对力矩马达重新进行磁路分析以及电磁力矩表达式的推导，从而得出了一种更加完整的力矩马达数学模型。在此模型中分析了永磁体漏磁和磁阻会对为矩马达性能产生多大的影响，另外针对模型中衔铁不能运动到磁极末端的问题，用大量的试验数据进行了验证。此外，还针对因制造或组装过程中造成的零位气隙不平衡的情况，研究推导出了另一种形式的力矩马达数学模型，并通过试验研究证明了当气隙左右不平衡、上下不平衡和相对倾斜送三种情况时，相对倾斜相比其他两种情况会对力矩马达零点漂移产生更大的影响，及输入电流和挡板位移之间比例关系不受气隙长度不等影响的结论。近些年来还利用有限元分析法研究了力矩马泣弹性元件的刚度对伺服阀稳定性的影响，从而为力矩马达弹性元件的设计提供了合理的依据。然而，推导的力矩马达的数学模型中没有考虑到上下导磁体磁阻和衔铁磁阻，考虑了气隙处漏磁、永久磁体磁阻及线圈漏磁，并重新对力矩马达的磁路进行了理论推导，并研究了其静态性能的测试方法.

   

      对于喷嘴挡板阀数学模型的研究，上世纪６０年代，详细地分析了喷嘴挡板伺服阀的工作原理，利用经典控制原理对滑阀以及喷嘴挡板阀的数学模型进行了分析推导，认为阀芯运动形成的压为反馈要比滑阀的力反馈小得多，从而忽略了压力反馈以及滑阀的动态特性，得到了三阶的喷嘴挡板伺服阀模型。由于这个三阶模型的参数少、阶数低又易识别等优点，所广泛应用在电液伺服系统的相关领域中。为了更好的描述喷嘴挡板伺服阀的真实情况，在阀控缸系统的模型中分析了伺服阀压力－流量之间的非线性关系.   在９０年代初，把一些非线性环节加入到喷嘴挡板阀的数学模型中，利用状态空间法推导出了阶次更高的线性化数学模型。本世纪初，将滑阀的动态特性及压力反馈考虑在内，并分析研究了喷嘴挡板伺服阀的完整动力学模型，这个模型用来作为喷嘴挡板伺服阀灵敏性分析的参照，同时，他还利用现代控制理论，分析模型中可能会出现的超前环节，再利用鲁棒控制来证明其模型的有效性. 在离心力作用下的喷嘴挡板伺服阀的数学模型，分析了离心力对其性能的影响，并给出了减小这种影响的措施。得到了一个综合的喷嘴挡板伺服阀数学模型，并且仿真研究了力矩马这参数变化对伺服阀性能的影响，得到了长度参数对喷嘴挡板伺服阀性能的影响要比面积参数带来的影响大的多的结论。还使用了建图建模的方法推导出喷嘴挡板伺服阀控制液压马达的数学模型。

        升高车的电液伺服阀的测试技术现状,  １９５９年 ,  最早提出了有关升高车的电液伺服阀性能测试方面的资料，其中包含了电液流量伺服阀测试的标准以及所有性能指标的定义，并且将性能测试的系统原理图绘制出来，一直延续至今。二十世纪六十年代中期，关于升高车的电液伺服阀性能的计算机测试技术的研究己经在国外一些生产厂家中萌芽而出。１９７６年ＭＯＯＧ公司正式公布了测试技术的研究成果，在计算机辅助测试的技术下，能够自动的完成升高车的电液伺服阀的动静态性能试验，包括伺服阀的空载流量试验、负载流量试验、压力增益试验以及频率响应试验，并且还有试验数据保存、绘制曲线和打印等功能。ＭＯＯＧ公司研制的Ｇ０４０－１２３便携式伺服阀流量控制检测仪，可对ＭＯＯＧ生产的所有的有电气信号反馈的比例阀与升高车的电液伺服阀进行检测（机械反馈的压力控制阀除外）。这种仪表有两种工作方式：在线检测与独立检测。在线检测模式下，检测仪负责传送主控制器发出的的信号并且能够接收到伺服阀内部传感器的反馈信号，接收到的信号则由检测仪进行测量；独立检测模式下中断主控制器，指令信号由检测仪发出，并接收内部传感器的输出反馈信号，同样由检测点对信号进行测量。这种便携式伺服阀检测仪具有结构轻巧、操作便捷和适用范围大等优点，因此广泛应用于工业现场。

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      反观国内，早期由于技术的欠缺和测试方法不成熟等原因，还不能测试升高车的电液伺服阀的动态性能。不过随着材料科学和制造工艺的进步，国内伺服阀生产厂家制造出来了高频响应的无载缸，这个可作为伺服阀动态性能测试的流量传感器。无载缸的材料和加工工艺要求进行了介绍，并通过理论分析推导出无载缸的固有频率，其速度信号是由对高频率响应的加速度传感器信号进行积分获到的.  １９７９年，研制出了能测试升高车的电液伺服阀流量特性曲线和压力特性曲线等静态性能的系统。采用自制高精度的三位六通阀完成油路切换，并用压力传感器来测量伺服阀两个控制腔的压力差，用磁栅尺和无载缸测量伺服阀空载流量，最后用Ｘ－Ｙ记录仪绘制伺服阀静态特性曲线。 研制了一套大流量升高车的电液伺服阀和比例阀试验系统，该试验系统能完成伺服阀动静态性能的测试。通过这个试验装置，可以对高频率响应的高性能升高车的电液伺服阀进行分析研究，包括其工作机理、材料参数和结构性能等，为以后的深入研究打下坚实基础。不过国内现有的伺服阀测试系统都将静态性能测试油路与动态性能测试油路分开，测试时需要将被测阀在两个油路中拆卸更换，不但需要停机，而且会损失液压油，效率低下，会造成相关部件之间的安装误差，造成测量精度不高。针对这个缺点，研制了升高车的电液伺服阀动静态特性一体化自动测试系统，工控机是整个系统的核心，由数据采集卡、伺服放大器和信号调理电路组成。伺服放大器向伺服阀提供匹配的驱动信号。传感器实时监测温度、压力、流量、位移和速度信号。传感器信号传送至上位机进行分析，由测试软件计算得到阀的各种性能参数。 公开了一种多功能通用伺服阀静态测试仪。该专利采用了模块化的设计，能够适应不同型号伺服阀测试的场合，接口不仅可以和计算机相连，还可以和传统的Ｘ－Ｙ连接，这样可避免在测试时计算机判读带来的问题，提高了测试效率。大流量伺服阀测试测验台，可实现伺服阀静态和动态双工位测试。上所述测试系统主要用于升高车的电液伺服阀出厂前的测试工作，几乎都是在空载条件下，对升高车的电液伺服阀的重要性能参数进行测试，而测试伺服阀带负载情况下性能参数的设备几乎没有。

      本文研究的三余度伺服阀就是在传统喷嘴挡板伺服阀的基础上采用余度技术改进而成，国内关于三余度伺服阀的研究也从未停止过，对三余度伺服阀的结构进行分析，建立了其线性化模型，对动压反馈环节参数进行仿真寻优；建立了三余度伺服阀的线性化模型，同时对三余度伺服阀的可靠性进行了故障仿真分析。本文则在之前模型的基础上，加上了三余度伺服阀挡板处压力反馈和滑阀的动态响应，对伺服阀进行仿真研究；同时考虑三个前置级的参数不可能完全一致，仿真分析了弹黃管刚度、喷嘴中也到弹黃管回转中心的距离及反馈杆刚度存在不同误差时对伺服阀的动态性能的改变情况；并在完整三余度伺服阀模型基础上对其故障容错性进行了仿真分析和试验研究。综上所述，论文的主要研究内容与相关部分节安排如下：第一部分，介绍了课题的选题依据及背景意义，对三余度伺服阀的原理进行了详细阐述，然后对升高车的电液伺服阀的发展、力矩马达研充、喷嘴挡板阀研究及其测试技术的研究国内外现状进行了详细分析，为本文进一步展开对三余度伺服阀的研究提供参考依据。第二部分，对三余度伺服阀进行数学建模及仿真。首先建立了为矩马达、喷嘴挡板组件、滑阀和阀控液压缸的数学模型，推导出基于三余度伺服阀的液压系统的数学模型，得到动态仿真框图，对其进行了单位阶跃响应，开环频率特性和闭环频率特性仿真分析，同时对阀芯位移和液压缸位移进行了仿真研究。第三部分，应用高级液压仿真软件ＡＭＥｓｉｍ搭建力矩马达、衔铁组件、喷嘴挡板和滑阀等模型，将上述模型组合为三余度伺服阀液压系统模型，仿真分析得到伺服阀空载流量曲线、压为特性曲线和频率特性曲线，最后将第二部分建立的五阶数学模型和ＡＭＥｓｉｍ模型进行对比，验证了数学模型的正确性。第四部分，分析了当三个前置级中弹黃管刚度。喷嘴中必到弹黃管回转中心的距离ｒ和反馈杆刚度这三个参数不一致时，对三余度伺服阀动态性能的影响；模巧三余度伺服阀可能出现的断线圈和通满偏电流两种故障，利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真分析出现不同故障时三余度伺服阀和整个液压系统的性能改变情况。第五部分，根据用户对技术指标和试验项目的要求，设计三余度喷嘴挡板伺服阀自动化测试方案，实现试验系统机械结构、液压油路以及测控系统的搭建，设计相关硬件电路，编写控制软件，最后通过试验数据验证此前的理论分析。

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