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JYYB-IID電液伺服性能檢測綜合實驗臺

產(chǎn)品簡介： JYYB-IID電液伺服性能檢測綜合實驗臺是長沙市嘉國教學(xué)儀器有限公司以清華大學(xué)、國防科技大學(xué)為技術(shù)支承，采用“虛擬儀器”技術(shù)，開發(fā)研制的最新一代液壓實驗臺。實驗臺能高效的完成電液伺服閥和電液比例閥的性能測試，可靠的完成電液伺服系統(tǒng)和電液比例系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

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（特別說明：長沙嘉國教儀所供應(yīng)的教學(xué)實驗設(shè)備均可根據(jù)用戶實際需求進行定制化設(shè)計與生產(chǎn)，以下為實驗設(shè)備基礎(chǔ)參數(shù)，如需定制請電話聯(lián)系）

一、實驗內(nèi)容

1、計算機控制電液比例位置系統(tǒng)的設(shè)計性實驗

1.1比例閥的性能測試

1.1.1比例溢流閥的壓力特性

a.比例溢流閥壓力特性測試裝置

b.比例溢流閥的輸入輸出特性的物理意義和測試方法

c.比例溢流閥調(diào)壓特性及測試方法

1.1.2比例溢流閥的動態(tài)特性實驗

a.比例溢流閥的動態(tài)特性測試裝置

b.比例溢流閥壓力階躍響應(yīng)特性曲線的測試方法

c.比例溢流閥動態(tài)特性各參數(shù)物理意義和計算方法

1.2電液伺服比例系統(tǒng)的設(shè)計性測試實驗

1.2.1電液比例力控制系統(tǒng)性能實驗（閥控缸）

a.電液比例力控制系統(tǒng)的組成、工作原理和校正方法

b.計算機在電液比例力控制系統(tǒng)的作用

c.系統(tǒng)動態(tài)分析原理和時域參數(shù)的測試方法

d.數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響

1.2.2電液比例位置控制系統(tǒng)的性能實驗（閥控缸）

a.電液比例位置控制系統(tǒng)的組成、工作原理和校正方法

b.計算機在電液比例位置控制系統(tǒng)的作用

c.系統(tǒng)動態(tài)分析原理和時域參數(shù)的測試方法

d.數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響

3、伺服閥的性能測試（閥控缸）

3.1電液伺服閥的靜態(tài)特性實驗

a.電液伺服閥流量特性測試裝置

b. 電液伺服閥控制器的輸入輸出特性的物理意義和測試方法

c. 電液伺服閥的流量特性及測試方法

e. 電液伺服閥的壓力增益特性的測試方法

f. 電液伺服閥的頻率特性的測試方法

3.2電液伺服閥的動態(tài)性能實驗

a. 電液伺服閥的動態(tài)特性裝置

b. 電液伺服閥的流量階躍響應(yīng)特性曲線的測試方法

c. 電液伺服閥的頻率響應(yīng)特性曲線（Bode圖）的測試方法

d. 電液伺服閥的動態(tài)特性和參數(shù)物理意義和測試方法

3.3電液伺服閥的力控制系統(tǒng)性能實驗（閉環(huán)控制）

a. 電液伺服閥的力控制系統(tǒng)的組成、工作原理和校正方法

b.計算機在電液伺服閥的力控制系統(tǒng)的作用

c.系統(tǒng)動態(tài)分析原理和時域參數(shù)的測試方法

d.數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響

e.閉環(huán)力控制系統(tǒng)

3.4電液伺服閥的位置控制系統(tǒng)的性能實驗（閉環(huán)控制）

a. 電液伺服閥的位置控制系統(tǒng)的組成、工作原理和校正方法

b.計算機在電液伺服閥的位置控制系統(tǒng)的作用

c.系統(tǒng)動態(tài)分析原理和時域參數(shù)的測試方法

d.數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響

e．系統(tǒng)頻率特性分析

3.5、電液伺服閥的頻率特性測試

二、性能及特點

1、液壓泵站為外置結(jié)構(gòu)，由油箱、柱塞泵、電機安全閥組、壓力表、冷卻系統(tǒng)過濾系統(tǒng)、管道、控制球閥以及蓄能器組成。

2、機架采用冷軋鋼板按工業(yè)標準產(chǎn)品精制加工，表面噴塑處理，液壓臺為“L”型平臺式結(jié)構(gòu)，水平臺面為鋼板、漏網(wǎng)結(jié)構(gòu)，立式面為顯示部分（精密壓力表，數(shù)顯二次儀表等）；水平臺面上裝有伺服/比例系統(tǒng)測試裝置（用于做伺服/比例溢流閥的位置、力控制實驗），此伺服/比例系統(tǒng)測試裝置由高強度槽鋼精制而成，能夠防止臺面變形以及實驗時保證最佳穩(wěn)定性。

3、系統(tǒng)采用PID自動調(diào)節(jié)技術(shù)，保證油源脈動小于額定壓力2.5%�；赜凸艿来螅�系統(tǒng)回油壓力小于額定壓力3%。

4、電液伺服閥的頻率特性測試是以電液伺服閥為測試對象，測試閥的幅頻特性和相頻特性，繪制Bode圖 (即：對數(shù)幅頻特性和相頻特性圖)。

伺服閥的頻率測試部分，采用本公司研發(fā)的動態(tài)測試缸，作頻率分析。動態(tài)測試缸是本公司，根據(jù)《中華人民共和國國家標準。GB/T15623.1-2003,電調(diào)制液壓控制閥—四通方向流量控制閥試驗方法》，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)開發(fā)的一種專門測試伺服、比例閥頻率的一種裝置。整套系統(tǒng)包括測試缸體、低摩擦活塞、速度傳感器、位移傳感器、激勵信號發(fā)生器以及LabvIEW平臺開發(fā)的測試軟件等，以上部件全由本公司開發(fā)完成，測試方式由激勵信號發(fā)生器給被試閥發(fā)出激震信號，伺服閥閥芯顫動頻率通過液體傳給活塞，從而引起活塞顫動，并把顫動信號傳給速度傳感器.

其測試原理：本實驗采用多步法測量伺服閥的頻率特性。單一頻率正弦激勵的多步法是在測量的頻率范圍內(nèi)，選擇若干個頻率測試點；在每個測試點，用一定頻率和幅值的正弦波施加于伺服閥進行激勵，流量型的伺服閥的流量作為響應(yīng)信號被采集。響應(yīng)信號和激勵信號是同頻率的正弦信號，計算不同頻率下的兩信號的幅值比和相位差，即可獲得伺服閥的頻率特性。.

本實驗采用動態(tài)測試缸速度傳感器間接地測量伺服閥輸出的流量信息，采用以單片機為內(nèi)核的數(shù)字頻率采集卡產(chǎn)生一定頻率和幅值的正弦激勵信號輸入伺服閥線圈，伺服閥的閥心產(chǎn)生響應(yīng)的運動，輸出流量驅(qū)動動態(tài)測試缸也產(chǎn)生響應(yīng)的運動，連接在動態(tài)缸活塞上的速度傳感器測出信號和伺服閥輸出的流量值可等價的轉(zhuǎn)換，速度傳感器信號視為伺服閥的響應(yīng)信號。正常工作狀態(tài)下，響應(yīng)信號和激勵信號的頻率相等，但幅值和相位不相等。隨著激勵頻率的增大，響應(yīng)信號的幅值愈來愈小，相位滯后愈來愈大。

5、伺服/比例系統(tǒng)位置、力控制實驗采用缸、模塊、閥集成式結(jié)構(gòu)，以槽鋼為基座，工作油缸與負載油缸或擋塊安裝其上，并可拆卸互換。實驗者可根據(jù)不同負載形式模擬實際工況進行實驗。

（1）位置系統(tǒng)控制實驗

          （2）力控制系統(tǒng)性能實驗

         6、為了讓學(xué)生更熟悉、準確掌握常用PID控制器類型和算法以及數(shù)字PID控制器結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響本公司還開發(fā)了一套系統(tǒng)仿真軟件。直接可在課堂操作，無需連接實驗臺，其設(shè)計思路與說明：系統(tǒng)仿真是用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型來模擬一個真實系統(tǒng)動態(tài)特性的實驗技術(shù)方法。這門技術(shù)以成功運用于控制系統(tǒng)性能分析和實踐中。

         7、電器控制系統(tǒng)為獨立的柜式控制單元，分為電器控制部分和電器操作部分，電器操作面板上裝有操作按鈕、比例放大器及位二次儀表，電器柜布置安全合理，便于維修。

      8、液壓元件均配有油路過渡模塊，通過金屬硬管或軟管與執(zhí)行系統(tǒng)連接，保證在額定工作壓力下不漏油。

      9、系統(tǒng)冷卻，采用專業(yè)的水冷方式，使系統(tǒng)測試溫度達到國家標準以內(nèi)，有效排除油溫過高影響實驗精度的問題。

      10、電源模塊帶三相漏電保護、輸出電壓380V/220V，對地漏電電流超過30mA即切斷電源；電氣控制采用直流24V電源，并帶有過壓保護，防止誤操作損壞設(shè)備。

     11、實驗用液壓元件采用德國力士樂系列產(chǎn)品，具有高可靠性，嚴格按學(xué)校要求配置元器件。

      12、實驗臺配置了完備的各類型傳感器，包括壓力傳感器、光柵位移傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、測速傳感器，以滿足各項實驗參數(shù)測試的需要。其它元件均采用國內(nèi)知名廠家的產(chǎn)品。

      13、實驗臺設(shè)計合理，測試精度高，閉環(huán)位置控制精度可以達到0.1mm。

      14、實踐性強，學(xué)生可自己設(shè)計實驗，學(xué)習(xí)掌握液壓系統(tǒng)原理與功能；分析診斷原理性故障。

三、控制測試系統(tǒng)

1、實驗臺的計算機控制測試系統(tǒng)由計算機、數(shù)據(jù)采集卡、接口板、傳感器和電磁閥等組成。采用計算機加采集卡及相應(yīng)傳感器、變換電路組成信號發(fā)生和采集的硬件系統(tǒng)，結(jié)合編制的專用軟件組成基于虛擬儀器的伺服/比例閥測試CAT系統(tǒng)。

2、系統(tǒng)軟件的界面是用美國NI公司的LabVIEW開發(fā)的，軟件界面直觀性強，操作方便，功能齊全，交互性好，除具有實測功能以外，還具有虛擬教學(xué)的功能，教師可以利用界面提供的數(shù)據(jù)窗口輸入不同的數(shù)據(jù)，得出不同的分析曲線，從而做到多種配置的理論分析。

3、伺服閥的頻率響應(yīng)采用硬件形式的激勵信號發(fā)生器加上專用的頻響動態(tài)缸測試，測試結(jié)果真實準確，根據(jù)閥的性能不同，頻率響應(yīng)最低可以做到50HZ以上。測試曲線（波德圖）實時顯示。

4、控制測試系統(tǒng)實現(xiàn)實驗室參數(shù)（壓力、流量、轉(zhuǎn)速、位移等）的自動數(shù)據(jù)檢測，自動處理、存儲、自動生成實驗報告和打印輸出等功能。

5、系統(tǒng)能實現(xiàn)回路電磁閥的自動控制，提高了實驗臺操作的自動化和智能化水平。

6、系統(tǒng)可同時進行6個二位電磁閥的控制。

四、技術(shù)參數(shù)

系統(tǒng)最高工作壓力：25 Mpa

電動機：M15P4H523        額定功率：11KW          額定轉(zhuǎn)速：1440r/min（1臺）

變量柱塞泵：25YCY14-1B   額定壓力：25Mpa        額定排量：17.8ml/rev

軸向柱塞液壓馬達：10MCM14-1B  額定壓力：31.5Mpa   額定排量： 10ml/rev

外形尺寸：實驗平臺：1300×830×950mm            控制柜：500×420×900mm