[发明专利]一种气动伺服充压控制器

说明书

技术领域

本发明属于气动伺服控制技术，具体涉及一种气动伺服充压控制器。

背景技术

气动伺服充压广泛应用于各种对密闭容器的充压控制，在充压过程中，需要对充压大小、充压控制精度、充压速度和跟随性进行控制。

例如在全尺寸飞机结构的静力/疲劳试验中，不仅对气密加载点的加载控制精度要求越来越高，而且对其加载速度和跟随性的要求也越来越高。对于油箱、座舱等气密加载点，原有的充压控制器采用液、电、气相结合的方式进行伺服控制，结构繁琐，操作复杂，满足不了型号试验越来越高的加载控制精度、加载速度和跟随性的要求，降低了整个试验的加载速度，延迟了试验周期。

发明内容

本发明的目的是：本发明提供一种操作简单、加载精度高、跟随性好、稳定可靠的气动伺服充压控制器。

本发明的技术方案是：包括控制器系统结构、远程控制信号输入、充气回路、控制电路四个部分，控制系统结构包括气动泊膜阀、电磁角座开关阀、气源压力表、先导压力表、结构压力表、单向阀、过滤减压阀、气罐、压力传感器，其中气源压力表经单向阀以及气罐与充气管道相连，先导压力表经过滤减压阀及气动泊膜阀与充气管道相连，结构压力表和压力传感器均与充气管道相连；另外，所述气动泊膜阀为气动比例阀，阀的开度随着远程控制信号的大小按比例打开，以实现对试件的气动伺服比例充压控制。所述远程控制信号输入经控制电路与气动泊膜阀和电磁角座开关阀相连对试件进行气动伺服充压控制。所述充气回路，包括远程协调加载控制系统、气动伺服充压控制器、试验件、气压传感器，DC调节器，其中DC调节器与远程协调加载控制系统相连，气压传感器均与试验件和气动伺服充压控制器相连，气动伺服充压控制器均与试验件和远程协调加载控制系统相连。所述控制电路包括电流/电压转换器、光电耦合器、AI智能仪、自动/手动转换开关、现场控制按钮、应急按钮，其中电流/电压转换器与气动泊膜阀相连，光电耦合器与电磁角座开关相连；另外，所述AI智能仪与自动/手动转换开关及应急开关相连，在手动状态下，根据给定的充压值，伺服控制器能自动完成反馈测量、比较以及PID的控制等；在自动模式下该仪表能测量和显示反馈值，并且在充压超过所设的压力载荷限时能控制充压控制器放气。

本发明的技术效果是：

该气动伺服充压控制器具体优点如下：

1）控制方式先进、控制精度高

该气动伺服充压控制器简化了控制方式，采用电、气相结合的伺服控制技术，具有实时状态下通过反馈和命令的误差自动对气密试验点内部压力精确加载控制的能力；另外，该气动伺服充压控制器控制精度高，平均精度可达0.54％。

2）加载速度快，跟随性好

气动泊膜阀和角座开关阀分别控制压力加载和压力卸载，同时，气动泊膜阀根据远程控制信号的大小按比例打开进行充压，提高了气密点充的加载速度和跟随性。该气动伺服充压控制器能够使气密点内部在设定的加载时间内达到载荷谱里的命令值，并且跟随性良好，满足与其他载荷加载点协调同步加载的要求。

4）安全性高

采用应急开关以及常开式角座开关阀的安全保护设计，从电路到机械结构上多重有效地保护措施，降低了试验风险，提高了安全性。另外，该气动伺服充压控制器把AI智能仪表配置成智能调节器，在手动状态下，根据给定的充压值，伺服控制器能自动完成反馈测量、比较以及PID的控制等；在自动模式下该仪表能测量和显示反馈值，并且在充压超过所设的载荷限时能够控制充压控制器的放气，对试验件来说又增加了一套保护措施。

附图说明

图1为气动伺服充压控制器系统结构及试验连接框图；

图2为气动伺服充压控制器控制原理图；

图3充气回路控制原理图；

图4为气动伺服充压控制器的控制电路图。

其中，1、试验件；2、气压传感器；3、应急按钮；4、现场控制按钮；

5、自动/手动转换开关；6、AI智能仪器；7、气源压力表；8、单向阀；

9、气源进气道；10、排气道；11、远程控制信号输入接口；

12、气罐；13、控制电路；14、角座开关阀；15、压力传感器；

16、过滤减压阀；17、气动泊膜阀；18、结构压力表；19、先导压力表；

20、电流电压转换器；21、阀电流信号；22、光电耦合器；23、驱动电路；

24、气压传感器；25、DC调节器；26、远程控制系统；

27、气动伺服充压控制器；28、常闭式继电器；29、24V直流稳压驱动电源；