一種判斷伺服閥和作動缸是否匹配的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種判斷伺服閥和作動缸 是否匹配的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗中，控制器控制液壓設(shè)備（伺服閥和作動缸）對試驗件施加 載荷，所W液壓設(shè)備對于結(jié)構(gòu)試驗是非常重要的，所W液壓設(shè)備的靜動態(tài)性能直接影響結(jié) 構(gòu)試驗運行。結(jié)構(gòu)試驗中使用的液壓設(shè)備一般是噴嘴擋板伺服閥和非對稱作動缸。
[0003] 目前，其選型工作是通過伺服閥的額定流量和作動缸的噸位、行程來完成的，即僅 關(guān)注了設(shè)備的靜態(tài)特性，所W試驗人員難W獲知液壓設(shè)備的動態(tài)響應(yīng)，同時難W判斷伺服 閥和作動缸是否匹配，運些問題造成試驗中液壓設(shè)備工作異常，不得不更換作動缸或者伺 服閥，給試驗工作帶來了不便，而且增加了工作量，影響了試驗進(jìn)度，導(dǎo)致試驗成本和風(fēng)險 增大。
[0004] 因此，希望有一種技術(shù)方案來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明的目的在于提供一種判斷伺服閥和作動缸是否匹配的方法來克服或至少 減輕現(xiàn)有技術(shù)的中的至少一個上述缺陷。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種判斷伺服閥和作動缸是否匹配的方法，用于飛 機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗中的伺服閥和作動缸，所述判斷伺服閥和作動缸是否匹配的方法包括如下 步驟：步驟1 :獲得待判斷的伺服閥W及作動缸的參數(shù)；步驟2 :分別建立伺服閥W及作動 缸的數(shù)學(xué)模型；步驟3 :分別將所述步驟2中的伺服閥W及作動缸數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成各自的傳 遞函數(shù)，即伺服閥傳遞函數(shù)W及作動缸傳遞函數(shù)；步驟4 :將所述步驟3中的伺服閥傳遞函 數(shù)W及作動缸傳遞函數(shù)禪合，從而形成試驗加載系統(tǒng)的禪合傳遞函數(shù)；步驟5 :根據(jù)伺服閥 W及作動缸的基本屬性參數(shù)繪制伺服閥傳遞函數(shù)、作動缸傳遞函數(shù)W及試驗加載系統(tǒng)的禪 合傳遞函數(shù)的伯德圖，并通過伯德圖中截止頻率判斷響應(yīng)速度，從而判斷伺服閥與作動缸 是否匹配。
[0007] 優(yōu)選地，所述步驟3中的分別將所述步驟2中伺服閥W及作動缸數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成 各自的傳遞函數(shù)具體通過卡普拉斯變換方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0008] 優(yōu)選地，所述步驟1中的伺服閥的參數(shù)具體為：伺服閥固有頻率閥阻尼比 Cgy、閥增益Kgy;所述作動缸作動缸的參數(shù)具體為：后腔活塞面積A1、作動缸前腔活塞面積 A2、作動缸活塞及活塞桿的質(zhì)量m、液壓油源的體積模量0。、粘度系數(shù)C。。
[0009] 優(yōu)選地，所述步驟3中的伺服閥傳遞函數(shù)的表達(dá)式為：
其中， W11] Gz做伺服閥傳遞函數(shù)；Xv (S)伺服閥位移；I (S)伺服閥輸入電流；Ksv為伺服閥增 益；為伺服閥固有頻率；Csy為伺服閥阻尼比；S拉普拉斯算子；《sy和Csy可由伺服閥 廠商提供的伺服閥響應(yīng)曲線估計得出， M90是相位滯后90deg時對應(yīng)幅值，
i ?Sy為伺服閥100 %開口的頻響曲線中最大幅值比所對應(yīng)頻率。
[0012] 優(yōu)選地，所述步驟3中的作動缸傳遞函數(shù)的表達(dá)式為：
[0014] Gs(巧作動缸傳遞函數(shù)；Xp(S)為活塞位移；Xv(S)伺服閥閥忍位移；a活塞兩側(cè)面 積比；hi、h2比例系數(shù)；k。。零位壓力流量系數(shù);m為折算到活塞和活塞桿上運動部分的質(zhì)量； V。為作動缸壓力腔容積；Al為作動缸后腔活塞面積；A2為作動缸前腔活塞面積；Aui、Au2為活 塞正負(fù)向運動時的活塞等效城壓面積；A。為活塞平均面積；0。為液壓油體積模量；r。為閥 忍閥套間的徑向間隙；C。為油液粘度；CO為伺服閥節(jié)流窗口面積梯度；S拉普拉斯算子。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟4中的試驗加載系統(tǒng)的禪合傳遞函數(shù)為：G(S)= 〇2(巧XGs(S)， 其中，
[0016] G做禪合的加載系統(tǒng)傳遞函數(shù)；Gz (S)為：伺服閥傳遞函數(shù)；Gs (S)為：作動缸傳遞 函數(shù)。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟5中的伺服閥W及作動缸的基本參數(shù)為：伺服閥的額定流量、作 動缸噸位和行程。
[0018] 在本發(fā)明的判斷伺服閥和作動缸是否匹配的方法不僅關(guān)注設(shè)備的靜態(tài)特性，同時 還可W獲取設(shè)備的動態(tài)響應(yīng)W及閥和缸的匹配性信息，節(jié)省試驗準(zhǔn)備時間，降低試驗成本 和風(fēng)險。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明一實施例的飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度PID參數(shù)調(diào)試方法的流程示意圖。
[0020] 圖2是圖1所示的飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度PID參數(shù)調(diào)試方法中的伺服閥控制作動缸的結(jié) 構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中 的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類 似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明 一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用 于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下 面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。 陽〇巧在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中屯、V縱向V橫向V前V后V左"、 "右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底""內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方 位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元 件必須具有特定的方位、W特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的 限制。
[0023] 圖1是本發(fā)明一實施例的飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度PID參數(shù)調(diào)試方法的流程示意圖。圖2 是圖1所示的飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度PID參數(shù)調(diào)試方法中的伺服閥控制作動缸的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0024] 如圖1所示的判斷伺服閥和作動缸是否匹配的方法，用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗中的 伺服閥和作動缸，所述判斷伺服閥和作動缸是否匹配的方法包括如下步驟：步驟1 :獲得待 判斷的伺服閥W及作動缸的參數(shù)；步驟2 :分別建立伺服閥W及作動缸的數(shù)學(xué)模型；步驟3 : 分別將所述步驟2中的伺服閥W及作動缸數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成各自的傳遞函數(shù)，即伺服閥傳遞 函數(shù)W及作動缸傳遞函數(shù)；步驟4 :將所述步驟3中的伺服閥傳遞函數(shù)W及作動缸傳遞函數(shù) 禪合，從而形成試驗加載系統(tǒng)的禪合傳遞函數(shù)；步驟5 :根據(jù)伺服閥W及作動缸的基本屬性 參數(shù)繪制伺服閥傳遞函數(shù)、作動缸傳遞函數(shù)W及試驗加載系統(tǒng)的禪合傳遞函數(shù)的伯德圖， 并通過伯德圖中截止頻率判斷響應(yīng)速度，從而判斷伺服閥