[发明专利]随动系统负载的电液伺服模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用电液伺服系统模拟随动系统在加速、减速、转向等各种运动状态下的惯性负载，属于电液伺服控制技术领域。

背景技术

随动系统的动力来源是电机，在工作过程中不断出现加速、减速、转向等运动状态，作用在电机动力输出轴上的惯性力矩的方向和大小也在不断变化，也就是随动系统负载在不断变化。因此，电机的性能试验是该领域的一项常规工作，该项试验需要通过模拟惯性负载来进行。在现有惯性负载模拟技术中，有一种单纯机械的方法，即采用惯量盘模拟。惯量盘直接安装在被试电机的动力输出轴上，所施加的惯性负载的大小通过更换惯量盘或者增减惯量盘的数量的方法调整，当被试电机运动状态变化，如加速、减速、转向，惯量盘所产生的惯性力矩的方向发生改变。该方法要求惯量盘具有精确的数值和良好动静平衡性，并且需要配备多片惯量盘。

电液伺服方法是一种常用自动控制方法，见图1所示，这一方法在随动系统负载模拟方面的应用方案是，力矩传感器从已经与被试电机转轴相连的加载马达力矩输出轴拾取反馈信号。所拾取的反馈信号与主控计算机给定的控制信号在主控计算机内比较，产生误差信号。所谓主控计算机给定的控制信号为要模拟惯性力矩。由DSP(数字信号处理器)对误差信号进行PID调节，产生驱动信号。该驱动信号传输至加载马达伺服阀的阀驱动器，通过调整加载马达伺服阀开口量来调整所模拟的惯性力矩的大小，驱动信号实现。在上述过程中，加载马达一方面由被试电机带动，另一方面液压油由高压泵通过伺服阀、加载马达流回，提供给被试电机力矩。加载马达力矩输出轴上的惯性力矩负载的变化作用到力矩传感器上，重复上述过程，并且，所产生的误差信号越来越小，实现闭环伺服模拟。在所述采用电液伺服方法模拟惯性力矩负载的方案中，同时使用一个固定惯量的惯量盘。

发明内容

现有技术所使用的惯量盘其制造精度非常高，因此价格也就十分昂贵。特别是需要使用一组惯量数值不同的惯量盘时，不但成本高，而且调换、装卸十分复杂，再有，惯性力矩的变化不连续。另外，当转速较高时，即使很小的质量分布不平衡也会引起不安全的后果。而如果采用单纯电液伺服的方法，虽然能够克服因采用惯量盘所带来的诸多问题，但又无法实现惯性力矩方向的调整，因而，无法模拟惯性力矩具体的变化。本发明的目的就是在完全去除惯量盘的前提下采用电液伺服方法模拟随动系统在加速、减速、转向等各种运动状态下连续变化的惯性力矩负载，为此，提出一项题为随动系统负载的电液伺服模拟方法的技术方案。

本发明采用电液伺服方法模拟随动系统惯性力矩负载，被试电机与液压马达同轴，力矩传感器自转轴拾取反馈信号，与主控计算机给定的模拟惯性力矩控制信号在主控计算机内比较，产生误差信号，由DSP(数字信号处理器)对误差信号进行PID调节，产生驱动信号，通过阀驱动器调整伺服阀开口量来调整所模拟的惯性力矩的大小，其特征在于，通过将液压马达的作用在马达和泵之间选择的方式改变所模拟的惯性力矩方向。

本发明的技术效果在于，由于采用单纯电液伺服的方法模拟随动系统惯性力矩负载，完全去除惯量盘，所以，本发明克服了由惯量盘所引起的各种技术问题。当将液压马达作为马达使用，模拟某个方向的惯性力矩，当将液压马达作为泵使用，则模拟相反方向的惯性力矩。实现了随动系统在加速、减速、转向等各种运动状态下的惯性负载的模拟。本发明之方法模拟的惯性力矩负载范围为0～200Nm，精度达5％FS。

附图说明

图1是现有技术之随动系统负载电液伺服模拟方法流程图。图2是采用本发明之方法的模拟装置结构示意图。图3是在本发明之方法中、液压油从右向左流经液压马达、被试电机加速、液压马达作为泵时的工作状态示意图，该图兼作为摘要附图。图4是在本发明之方法中、液压油从右向左流经液压马达、被试电机减速或者转向、液压马达作为马达工作前的瞬间的工作状态示意图。图5是在本发明之方法中、液压油从右向左流经液压马达、被试电机减速或者转向、液压马达作为马达时的工作状态示意图。图6是在本发明之方法中、液压油从左向右流经液压马达、被试电机加速、液压马达作为泵时的工作状态示意图。图7是在本发明之方法中、液压油从左向右流经液压马达、被试电机减速或者转向、液压马达作为马达工作前的瞬间的工作状态示意图。图8是在本发明之方法中、液压油从左向右流经液压马达、被试电机减速或者转向、液压马达作为马达时的工作状态示意图。

具体实施方式

模拟减速及转向时的随动系统负载，控制液压马达做马达使用，以提供惯性力矩动力，模拟加速时的随动系统负载，控制液压马达做泵使用，以提供惯性力矩阻力。