單向交流液壓實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)及其實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于交流液壓系統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)式的實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)，具體的說(shuō)是一種獲取交流液壓動(dòng)態(tài)信息及對(duì)其進(jìn)行機(jī)理分析的實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)。屬于交流液壓技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂的交流液壓是利用液壓管道中的液體波動(dòng)流量或波動(dòng)壓力傳遞功率或信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)同步和振動(dòng)輸出兩種功能。在一般的液壓系統(tǒng)中，液壓泵輸出的液體經(jīng)管道和控制閥到執(zhí)行器后再回到油箱，液體是沿著一定的方向連續(xù)流動(dòng)，稱之為直流液壓。而交流液壓系統(tǒng)則是利用管路中脈動(dòng)(或稱交流)液壓系統(tǒng)和駐波(或稱交壓)液壓系統(tǒng)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研宄者開(kāi)始關(guān)注于交流液壓技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研宄，但由于交流液壓技術(shù)的發(fā)展歷史較短，在許多方面研宄還不夠完善，尤其在理論研宄上有待深入。1988年，顧迪民教授對(duì)交流液壓系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研宄，給出了各種參數(shù)對(duì)系統(tǒng)效率的影響。
[0003]研制交流液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以模擬多種實(shí)際工況并不斷獲取交流液壓工作中的實(shí)際的動(dòng)態(tài)信息，進(jìn)行機(jī)理分析，結(jié)合系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型理論聯(lián)系實(shí)際，準(zhǔn)確而有方向的深入探宄交流液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)理論，為創(chuàng)新和優(yōu)化交流液壓系統(tǒng)，開(kāi)拓交流液壓新的應(yīng)用領(lǐng)域以及實(shí)際工程提供有力的技術(shù)支持。
[0004]交流液壓系統(tǒng)以波動(dòng)能量傳輸為最基本特點(diǎn)，是一種閉式系統(tǒng)或者混合液壓系統(tǒng)，不僅具有直流液壓系統(tǒng)的功率重量比大，體積小，易于調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，還具有自身的許多優(yōu)點(diǎn)，因此，適合搭建單向交流試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠的單向交流液壓實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確而有方向的深入探宄交流液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)理論，為創(chuàng)新和優(yōu)化交流液壓系統(tǒng)，開(kāi)拓交流液壓新的應(yīng)用領(lǐng)域以及實(shí)際工程提供有力的技術(shù)支持。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種單向交流液壓實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)，它主要包括交流系統(tǒng)和模擬負(fù)載系統(tǒng)構(gòu)成，交流系統(tǒng)包括變量泵、伺服比例閥、脈沖泵組和執(zhí)行器組，所述伺服比例閥設(shè)置于變量泵的出油口和脈沖泵組的左腔之間，所述變量泵和伺服比例閥之間通過(guò)第一溢流閥與油箱相連，脈沖泵組的右腔與執(zhí)行器組的進(jìn)油口相連，在執(zhí)行器組的進(jìn)油口處均連接有補(bǔ)償蓄能器，補(bǔ)償蓄能器的一路通過(guò)第一節(jié)流閥與變量泵相連，另一路通過(guò)截止閥與執(zhí)行器組的進(jìn)油口相連，執(zhí)行器組的出油口通過(guò)第二節(jié)流閥與變量泵相連，在執(zhí)行器組的出油口與變量泵的油路上連接有回程蓄能器；
所述模擬負(fù)載系統(tǒng)包括定量泵、第二溢流閥和模擬執(zhí)行器組，模擬執(zhí)行器組的進(jìn)油口與定量泵之間設(shè)置有第二節(jié)流閥，在所述定量泵與第二節(jié)流閥之間設(shè)置有第二溢流閥，在所述第二溢流閥與定量泵之間設(shè)置有開(kāi)關(guān)閥。
[0007]在所述脈沖泵組的進(jìn)油口和出油口以及執(zhí)行器組的出油口均安裝有壓力傳感器，在所述執(zhí)行器組的活塞桿上安裝有位移傳感器，所述伺服比例閥、壓力傳感器和位移傳感器均與一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連。
[0008]一種單向交流液壓實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，所述方法包括以下步驟:
步驟一、將第一溢流閥全開(kāi)，開(kāi)啟變量泵，調(diào)節(jié)第一溢流閥的預(yù)設(shè)壓力，打開(kāi)第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥，向回程蓄能器和補(bǔ)償蓄能器內(nèi)充液以預(yù)置壓力；
步驟二、將第一溢流閥全開(kāi)，關(guān)閉第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥，伺服比例閥右位接通，由回程蓄能器的壓力把執(zhí)行器組和脈沖泵組的活塞桿都推到初始位置；
步驟三、打開(kāi)定量泵，調(diào)節(jié)第二溢流閥的壓力為步驟一中第一溢流閥的預(yù)設(shè)壓力，向模擬執(zhí)行器組充液，使模擬執(zhí)行器組的活塞桿伸出到預(yù)定位置；
步驟四、向伺服比例閥發(fā)出預(yù)定頻率的電信號(hào)，將第一溢流閥的壓力調(diào)定為步驟一中的預(yù)設(shè)壓力，伺服比例閥左位接通，推動(dòng)脈沖泵組向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)執(zhí)行器組同步向右運(yùn)動(dòng)；
步驟五、當(dāng)執(zhí)行器組和模擬執(zhí)行器組共同運(yùn)動(dòng)到最大振幅處后產(chǎn)生分離，將第一溢流閥全開(kāi)，關(guān)閉第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥，伺服比例閥右位接通，由回程蓄能器的壓力推動(dòng)執(zhí)行器和脈沖泵的活塞桿返回，負(fù)載缸的壓力下降，將開(kāi)關(guān)閥的右位接通，定量泵推動(dòng)負(fù)載缸回程到初始位置，然后將開(kāi)關(guān)閥斷開(kāi)，完成模擬實(shí)驗(yàn)。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、用了模擬實(shí)驗(yàn)多種工況實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)多個(gè)負(fù)載缸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)準(zhǔn)確。
[0010]2、本實(shí)驗(yàn)臺(tái)體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。
[0011]3、由于液壓系統(tǒng)、原件標(biāo)準(zhǔn)化程度高、容易控制等優(yōu)點(diǎn)。并通過(guò)蓄能器等元件儲(chǔ)存能量，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單易行。
[0012]4、本裝置的由于使用標(biāo)準(zhǔn)化元件和通用化的設(shè)計(jì)，利于批量生產(chǎn)和降低成本；通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)，使安裝、調(diào)試、維護(hù)方便；集化設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)緊湊，施工難度降低。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明單向交流液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)原理圖。
[0014]圖2為本發(fā)明伺服比例閥控的控制系統(tǒng)原理。
[0015]圖3為本發(fā)明單向交流液壓實(shí)驗(yàn)工作原理圖。
[0016]其中:
變量泵1，伺服比例閥2，脈沖泵3、4、5，液壓缸6、7、8，第一溢流閥9，補(bǔ)償蓄能器10、11、12，第一節(jié)流閥13，第二節(jié)流閥14，回程蓄能器15，定量泵16，第二溢流閥17，負(fù)載缸18、19、20，第二節(jié)流閥21，第二溢流閥22，開(kāi)關(guān)閥23。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參見(jiàn)圖1一圖2，本發(fā)明涉及一種單向交流液壓實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)，主要包括交流系統(tǒng)和模擬負(fù)載系統(tǒng)構(gòu)成，交流系統(tǒng)包括變量泵1、伺服比例閥2、脈沖泵組和執(zhí)行器組，脈沖泵組和執(zhí)行器組分別由三個(gè)脈沖泵3、4、5和液壓缸6、7、8組成，所述伺服比例閥2設(shè)置于變量泵I的出油口和三個(gè)脈沖泵3、4、5的左腔之間，所述變量泵I和伺服比例閥2之間通過(guò)第一溢流閥9與油箱相連，三個(gè)脈沖泵3、4、5的右腔與執(zhí)行器組的三個(gè)液壓缸6、7、8的進(jìn)油口相連，在三個(gè)液壓缸6、7、8的進(jìn)油口處均連接有補(bǔ)償蓄能器10、11、12，三個(gè)補(bǔ)償蓄能器10、11、12的一路通過(guò)第一節(jié)流閥13與變量泵I相連，另一路通過(guò)單向閥與執(zhí)行器組的進(jìn)油口相連，三個(gè)液壓缸6、7、8的出油口通過(guò)第二節(jié)流閥14與變量泵I相連，在三個(gè)液壓缸6、7、8的出油口與變量泵I的油路上連接有回程蓄能器15。
[0018]所述模擬負(fù)載系統(tǒng)包括定量泵16、第二溢流閥17和模擬執(zhí)行器組，所述模擬執(zhí)行器組由三個(gè)負(fù)載缸18、19、20組成，三個(gè)負(fù)載缸18、19、20的進(jìn)油口與定量泵16之間設(shè)置有第二節(jié)流閥21，在所述定量泵16與第二節(jié)流閥21之間設(shè)置有第二溢流閥22，在所述第二溢流閥22與定量泵16之間設(shè)置有開(kāi)關(guān)閥23。
[0019]在所述三個(gè)脈沖泵3、4、5的進(jìn)油口和出油口以及三個(gè)液壓缸6、7、8的出油口均安裝有壓力傳感器，在所述三個(gè)液壓缸6、7、8的活塞桿上安裝有位移傳感器，在應(yīng)用時(shí)，將伺服比例閥、傳感器均與一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連；通過(guò)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備在工控機(jī)里輸入控制規(guī)則和控制參數(shù)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)給