LG-CTY05型電液伺服比例控制專(zhuān)業(yè)測試實(shí)驗臺_機電液實(shí)驗裝置|伺服比例液壓實(shí)訓設備|液壓實(shí)驗

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LG-CTY05型電液伺服比例控制專(zhuān)業(yè)測試實(shí)驗臺

該液壓專(zhuān)業(yè)測試實(shí)驗臺能完成液壓傳動(dòng)課程的設計性、創(chuàng )造性、綜合性實(shí)驗，了解電液伺服位置控制系統的組成、工作原理和校正方法，了解電液比例閥/伺服閥的控制特性，掌握控制系統動(dòng)態(tài)分析原理和時(shí)域參數的測試方法，深入理解數字PID控制器結構參數對系統動(dòng)態(tài)性能的影響，是液壓學(xué)科中的學(xué)者、專(zhuān)家、工程技術(shù)人員的得力助手。

一、實(shí)驗內容
1、計算機控制電液比例位置系統的設計性實(shí)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.比例溢流閥調壓特性及測試方法
1.1.2比例溢流閥的動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗
a.比例溢流閥的動(dòng)態(tài)特性測試裝置
b.比例溢流閥壓力階躍響應特性曲線(xiàn)的測試方法
c.比例溢流閥動(dòng)態(tài)特性各參數物理意義和計算方法
1.1.3電磁比例方向閥的流量特性實(shí)驗
a.電磁比例方向閥流量特性測試裝置
b.電磁比例方向閥控制器的輸入輸出特性的物理意義和測試方法
c.電磁比例方向閥的流量特性及測試方法
1.1.4電磁比例方向閥的動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗
a.電磁比例方向閥的動(dòng)態(tài)特性裝置
b.電磁比例方向閥的流量階躍響應特性曲線(xiàn)的測試方法
c.電磁比例方向閥的動(dòng)態(tài)特性和參數物理意義和測試方法
1.1.5比例調速閥的流量特性
a.比例調速閥流量特性測試裝置
b.比例調速閥的輸入輸出特性的物理意義和測試方法
c.比例調速閥流量特性及測試方法
1.1.6比例調速閥的動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗
a.比例調速閥的動(dòng)態(tài)特性測試裝置
b.比例調速閥壓力階躍響應特性曲線(xiàn)的測試方法
c.比例調速閥動(dòng)態(tài)特性各參數物理意義和計算方法
1.2比例系統的設計性測試實(shí)驗
1.2.1電磁比例力控制系統性能實(shí)驗（閥控缸）
a.電磁比例力控制系統的組成、工作原理和校正方法
b.計算機在電磁比例力控制系統的作用
c.系統動(dòng)態(tài)分析原理和時(shí)域參數的測試方法
d.數字PID控制器結構參數對系統動(dòng)態(tài)性能的影響
1.2.2電磁比例位置控制系統的性能實(shí)驗（閥控缸）
a.電磁比例位置控制系統的組成、工作原理和校正方法
b.計算機在電磁比例位置控制系統的作用
c.系統動(dòng)態(tài)分析原理和時(shí)域參數的測試方法
d.數字PID控制器結構參數對系統動(dòng)態(tài)性能的影響
1.2.3電磁比例轉速控制系統的性能實(shí)驗（閥控馬達）
a.電磁比例轉速控制系統的組成、工作原理和校正方法
b.計算機在電磁比例轉速控制系統的作用
c.系統動(dòng)態(tài)分析原理和時(shí)域參數的測試方法
d.數字PID控制器結構參數對系統動(dòng)態(tài)性能的影響
3、伺服閥的性能測試（閥控缸）
3.1伺服換向閥的靜態(tài)特性實(shí)驗
a.伺服換向閥流量特性測試裝置
b.伺服換向閥控制器的輸入輸出特性的物理意義和測試方法
c.伺服換向閥的流量特性及測試方法
e.伺服換向閥的壓力增益特性的測試方法
3.2伺服換向閥的動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗
a.伺服換向閥的動(dòng)態(tài)特性裝置
b.伺服換向閥的流量階躍響應特性曲線(xiàn)的測試方法
c.伺服換向閥的動(dòng)態(tài)特性和參數物理意義和測試方法
3.3伺服換向閥的位置控制系統的性能實(shí)驗（閉環(huán)控制）
a.伺服換向閥的位置控制系統的組成、工作原理和校正方法
b.計算機在伺服換向閥的位置控制系統的作用
c.系統動(dòng)態(tài)分析原理和時(shí)域參數的測試方法
d.數字PID控制器結構參數對系統動(dòng)態(tài)性能的影響
二、性能及特點(diǎn)
1、液壓泵站為外置結構，由油箱、柱塞泵、電機安全閥組、壓力表、冷卻系統過(guò)濾系統、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”型平臺式結構，水平臺面為鋼板、漏網(wǎng)結構，立式面為顯示部分（精密壓力表，數顯二次儀表等）；水平臺面上裝有伺服/比例系統測試裝置（用于做伺服/比例方向閥的位置、力控制實(shí)驗），此伺服/比例系統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(shí)驗時(shí)保證*佳穩定性。
3、系統采用蓄能器吸震，保證油源脈動(dòng)小于額定壓力2.5%?；赜凸艿来?，系統回油壓力小于額定壓力3%。
4、伺服/比例系統位置、力控制實(shí)驗采用缸、模塊、閥集成式結構，以槽鋼為基座，工作油缸與負載油缸或擋塊（滑輪、砝碼）安裝其上，并可拆卸互換。實(shí)驗者可根據不同負載形式模擬實(shí)際工況進(jìn)行實(shí)驗。
結構形式如下圖：

1）位置系統控制實(shí)驗
實(shí)驗裝置控制測試原理圖：

實(shí)驗原理：
實(shí)驗系統是位置控制系統，被控物理參數（即系統輸出）是負載滑輪位移Xo。計算機發(fā)出一個(gè)給定值（階躍信號），經(jīng)數字PID控制器調節和數模轉換(D/A)后，產(chǎn)生控制信號u；由伺服放大器、伺服閥、加載液壓缸等組成的裝置使負載滑輪產(chǎn)生位移；位移量由光柵位移傳感器動(dòng)態(tài)地檢測并通過(guò)光柵編碼器采集卡讀入計算機，構成閉環(huán)系統；控制*終目的是負載滑輪實(shí)際位移能準確地、快速地達到給定值。
該實(shí)驗測量系統對施加的階躍信號的動(dòng)態(tài)響應；計算位置響應的時(shí)域性能指標：上升時(shí)間、峰值時(shí)間、調整時(shí)間、超調量、穩態(tài)誤差等；檢驗數字PID控制器參數對時(shí)域性能指標的影響規律。動(dòng)態(tài)響應特性的主要參數物理意義如下圖所示：

（2）力控制系統性能實(shí)驗
實(shí)驗裝置控制測試原理圖：

實(shí)驗原理：實(shí)驗系統是力控制系統，被控物理參數（即系統輸出）是彈性負載所受的力F。計算機發(fā)出一個(gè)給定值（階躍信號），經(jīng)數字PID控制器調節和數模轉換(D/A)后，產(chǎn)生控制信號u；由電液比例控制放大器、比例溢流閥、加載液壓缸、等組成的裝置對負載施加相應的力；施加力的大小由力傳感器動(dòng)態(tài)地檢測并通過(guò)模數轉換（A/D）讀入計算機，構成閉環(huán)系統；控制*終目的是施加于彈性負載的實(shí)際力能準確地、快速地達到給定值。
該實(shí)驗測量系統對施加的階躍信號的動(dòng)態(tài)響應（輸出力的）；計算位置響應的時(shí)域性能指標：上升時(shí)間、峰值時(shí)間、調整時(shí)間、超調量、穩態(tài)誤差等；檢驗數字PID控制器參數對時(shí)域性能指標的影響規律。動(dòng)態(tài)響應特性的主要參數物理意義如下圖所示：

6、為了讓學(xué)生更熟悉、準確掌握常用PID控制器類(lèi)型和算法以及數字PID控制器結構參數對系統動(dòng)態(tài)性能的影響本公司還開(kāi)發(fā)了一套系統仿真軟件。直接可在課堂操作，無(wú)需連接實(shí)驗臺，其設計思路與說(shuō)明：系統仿真是用系統的數學(xué)模型來(lái)模擬一個(gè)真實(shí)系統動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗技術(shù)方法。這門(mén)技術(shù)以成功運用于控制系統性能分析和實(shí)踐中。
系統仿真步驟：
（1）建立實(shí)際系統（部件和元件）的數學(xué)模型，即用數學(xué)表達式來(lái)描述輸入輸出關(guān)系；

（2）建立系統的仿真框圖模型，即用傳遞函數框圖描述實(shí)際關(guān)系；

（3）系統仿真，即編寫(xiě)仿真程序、正確選擇仿真算法和設置仿真參數，并運行仿真程序；
（4）系統動(dòng)態(tài)特性分析，反復調整系統或控制器參數，獲得*佳設計參數。

  系統仿真結果的正確性和精度取決于數學(xué)模型和仿真參數。由于液壓系統本身的物理特性的非線(xiàn)性、不確定性、內外部因素作用下的變化性等，難以獲得準確的數學(xué)模型，需要大量的實(shí)驗。選擇合理的算法和仿真參數十分重要。這里采用4階定步距Runge-Kutta法。仿真模型包含有線(xiàn)性環(huán)節和非線(xiàn)性環(huán)節。
7、電器控制系統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(guò)渡模塊，通過(guò)金屬硬管或軟管與執行系統連接，保證在額定工作壓力下不漏油。
9、系統冷卻，采用專(zhuān)業(yè)的水冷方式，使系統測試溫度達到國家標準以?xún)?，有效排除油溫過(guò)高影響實(shí)驗精度的問(wèn)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(guò)30mA即切斷電源；電氣控制采用直流24V電源，并帶有過(guò)壓保護，防止誤操作損壞設備。
11、實(shí)驗用液壓元件采用德國力士樂(lè )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(shí)驗臺配置了完備的各類(lèi)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(mǎn)足各項實(shí)驗參數測試的需要。其它元件均采用國內知名廠(chǎng)家的產(chǎn)品。
13、實(shí)驗臺設計合理，測試精度高，閉環(huán)位置控制精度可以達到0.1mm。
14、實(shí)踐性強，學(xué)生可自己設計實(shí)驗，學(xué)習掌握液壓系統原理與功能；分析診斷原理性故障。
三、控制測試系統
1、實(shí)驗臺的計算機控制測試系統由計算機、數據采集卡、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傳感器、變換電路組成信號發(fā)生和采集的硬件系統，結合編制的專(zhuān)用軟件組成基于虛擬儀器的伺服/比例閥測試CAT系統。
2、系統軟件的界面是用美國NI公司的LabVIEW開(kāi)發(fā)的，軟件界面直觀(guān)性強，操作方便，功能齊全，交互性好，除具有實(shí)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據窗口輸入不同的數據，得出不同的分析曲線(xiàn)，從而做到多種配置的理論分析。
3、控制測試系統實(shí)現實(shí)驗室參數（壓力、流量、轉速、位移等）的自動(dòng)數據檢測，自動(dòng)處理、存儲、自動(dòng)生成實(shí)驗報告和打印輸出等功能。
4、系統能實(shí)現回路電磁閥的自動(dòng)控制，提高了實(shí)驗臺操作的自動(dòng)化和智能化水平。
四、技術(shù)參數
系統*高工作壓力：21Mpa
電動(dòng)機：Y160M-4           額定功率：11KW       額定轉速：1440r/min（1臺）
變量柱塞泵：16YCY14-1B   額定壓力：31.5Mpa       排量:16ml/rev
軸向柱塞液壓馬達：5MCY14-1B  額定壓力：31.5Mpa    額定排量： 5ml/rev
外形尺寸：實(shí)驗平臺：1300×830×950mm             控制柜：1100×420×900mm

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LG-CTY05型 電液伺服比例控制專(zhuān)業(yè)測試實(shí)驗臺

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