[发明专利]一种带冲击试验功能的电动缸伺服系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种带冲击试验功能的电动缸伺服系统及控制方法。该系统包括伺服执行单元、上位机控制软件和下位机伺服控制器。方法为：首先将上位机控制软件、下位机伺服控制器和旋转编码器进行连接；然后上位机控制软件接收用户输入的控制参数，解析控制指令并发送至下位机伺服控制器；下位机伺服控制器根据控制指令向伺服执行单元发送控制信号；接着伺服执行单元完成冲击试验；最后旋转编码器采集电动缸伺服系统的当前角度，下位机伺服控制器将运动状态反馈给上位机控制软件，在上位机控制软件中实时显示出来。本发明可以模拟电动缸伺服系统的惯性负载、静阻负载及特定形式的动态冲击负荷，为设计人员提供了模拟环境及测试手段，且安全可靠。

技术领域

本发明属于机械装置技术领域，特别是一种带有冲击试验功能的电动缸伺服系统及控制方法。

背景技术

电动缸伺服系统是精密机电一体化产品，集伺服电机与丝杠一体化设计，极大程度地满足了系统对推力、速度和位置的精密控制要求。电动缸作为一种提供直线运动及驱动力的电动执行器，其主要工作原理是将电机的旋转运动转换为推杆的直线运动，并通过推杆驱动负载，充分将伺服电机的精确转速控制、精确转数控制和精确扭矩控制，转换成精确速度控制、精确位置控制和精确推力控制，且其加速度快、定位时间短、动态性能好，除此之外，它噪音低，节能，干净，高刚性，抗冲击力，超长寿命，操作维护简单等特点，也使得电动缸伺服系统近年来广泛应用于军事武器、医疗器材、工业设备、动感娱乐等行业。

伺服测试系统是在研发伺服系统过程中的一个必不可少的环节，通过对伺服系统的运行状态、控制性能的测试，有效的反映伺服系统设计的准确性，精确的判断出系统的动、静态性能，并验证控制算法的可行性。对于伺服测试系统来说，单单对伺服系统的运行进行整机测试是远远不够的，还要模拟系统在真实环境下，即带有负载并且受到各种扰动情况下的运行状况，并对其进行测试，通过对测试数据的分析，从而了解系统在实际环境下的各种性能。现有的伺服系统冲击试验装置常利用气泵、动能、化学药品的爆炸等手段提供冲击作用，但是基本不能获得作用稳定时长的冲击力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带冲击试验功能的电动缸伺服系统及控制方法，可以模拟伺服系统的惯性负载、静阻负载以及特定形式的冲击负荷，为设计人员对伺服电动缸的控制提供模拟环境和测试手段，具有效率高、结构简单、响应速度快、定位精度高、噪音低、灵敏度高等优点，并具有相当高的可靠性与安全性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种带有冲击试验功能的电动缸伺服系统，包括上位机控制软件、下位机伺服控制器和伺服执行单元，其中：

所述上位机控制软件基于MFC编写，用于接收用户输入控制参数，采集旋转编码器7输出的架位信号并输出冲击力矩控制信号，解析控制指令并发送至下位机伺服控制器；

所述下位机伺服控制器基于DSP芯片，用于将控制信号发送至伺服执行单元；

所述伺服执行单元根据下位机伺服控制器的控制信号进行相应运动，具体包括：基座、带有抱闸装置的伺服电动缸、回转轴、回转架、旋转编码器、组合质量块和冲击试验装置；所述基座、带有抱闸装置的伺服电动缸、回转轴、回转架、旋转编码器构成电动缸伺服系统；所述组合质量块用于调节电动缸伺服系统所承受的可调负载；所述冲击试验装置采用落锤撞击并通过金属试件轴向压缩的方式来提供冲击力，完成电动缸伺服系统的动态冲击测试；所述旋转编码器通过CAN总线与下位机伺服控制器相连接，组成反馈回路，实时返回伺服执行单元的角度；

所述带有抱闸装置的伺服电动缸中，抱闸装置包括制动电磁铁和闸瓦制动器，在失电或故障状态下，制动电磁铁失电，使闸瓦制动器的闸瓦抱住闸轮，防止平台因重力作用下滑。