电液伺服力控制系统（精选7篇）
电液伺服力控制系统 篇1
0 引言
电液伺服系统执行机构在运行过程中，在油源压力和负载压力的作用下，可因油液的可压缩性而形成动态液压弹簧[1]。弹簧刚度的非线性会使运动过程中系统的固有频率不恒定、响应稳定区域变得复杂。液压弹簧与负载质量相互作用可构成一个液压弹簧-质量系统。该系统在一定条件下会引起伺服系统发生非线性振动。因此，液压弹簧力对电液伺服系统动态特征的影响值得关注。
目前，对液压系统动态特性的研究一般采用系统建模和数值仿真方法[2,3]。系统建模时一般对非线性因素进行线性化处理[4,5]，研究所得结论与实际情况有较大差异，很难解释实际动态测试中出现的时域波形复杂、频域尖峰繁多等异常现象[6]。所依据的理论多是线性动力学理论和经典控制理论[7,8]，而较少运用非线性动力学理论[9,10]。故针对非线性液压弹簧力作用下电液伺服系统动态特征的研究尚不多见。
本文以电液伺服系统为研究对象，重点探究非线性液压弹簧力对系统动态特征的影响规律。根据非线性动力学原理，建立系统的非线性动力学模型。通过数值分析，揭示系统内在的分岔现象及典型非线性动力学行为。用非线性动力学研究方法对实测动态数据进行深入分析，以揭示液压弹簧的软硬弹簧特性引起的“跳跃现象”。旨在揭示伺服系统非线性振动的机理及诱因，使综合分析系统的动态特征变得更接近实际。
1 执行机构的动力学模型
电液伺服系统的执行机构为伺服液压缸，本文以双作用单活塞杆液压缸为例进行分析，其工作原理如图1所示。
上述执行机构的动力学方程为
式中，m为活塞及惯性负载的折合质量；x为活塞位移；Fc为黏性力；Fs为弹性力；Ff为摩擦力；FL为负载力；p1、p2分别为无杆腔和有杆腔的压力；A1、A2分别为无杆腔和有杆腔的活塞有效作用面积。
2 非线性液压弹簧力
电液伺服系统执行机构的弹簧刚度由活塞杆刚度和液压油刚度串联合成。钢的体积弹性模量是液压油的100～150倍，故可以把活塞杆作为刚体处理。因此，系统的弹簧力主要由受控液压油所构成的液体弹簧产生[11]。
液压缸活塞的移动会导致其两侧液体弹簧长度的变化，进而引起液压弹簧刚度的变化，其变化规律为[12]
式中，K为油液体积弹性模量；L为液压缸总行程；L1为活塞初始位置，即无杆腔液柱长度；VL1为阀与无杆腔之间管道内油液体积；VL2为阀与有杆腔之间管道内油液体积。
令y为在工作点x附近的振动位移，即y=Δx。由泰勒级数可知，非线性弹簧刚度在工作点附近可表达为
记，并将其代入式（3），得
略去式（4）中的高阶无穷小项o(y2），则液压缸系统的液压弹簧力可以表示为
由于弹簧弹性势能U具有对称性，可以表示为
故液压弹簧力可以进一步表达为
式（7）中，k3<0表示软弹簧特性；k3>0表示硬弹簧特性；k3=0为线性弹簧特性[13]。
3 液压弹簧力非线性动态特征
3.1 非线性动力学模型
本文为集中研究非线性液压弹簧力对系统动态特征的影响，暂不考虑摩擦力、系统阻尼等非线性因素。则系统方程（式（1））在工作点x附近的特性可表达为
式中，c0为结构阻尼系数；c1为线性摩擦阻尼系数；Ff(v）为工作点处的摩擦力；v为活塞的移动速度。
进一步整理，得
式中，c为线性阻尼系数，c=c0+c1。
由于油源压力脉动、阀口流量-压力非线性等因素的影响，导致进油压力有微观波动，服从简谐振动规律，式（9）右边的输入项可近似表示为Fsin（ωt+φ0），是系统的激振源[14]。其中，F为激振力；ω为激振角频率；φ0为激振力的初相角。
据上述分析，系统动力学方程（式（9））可写为
由Duffing方程的结构形式可知，式（10）是含有阻尼的Duffing方程，可为研究电液伺服系统的非线性液压弹簧力的动态特征提供结构模型。
3.2 求解方程
把液压弹簧力的非线性动态特征归结为Duffing方程，就可以通过借助Duffing方程的特性来揭示系统内在的基本规律。
为便于求解计算，将式（10）化为如下形式：
式中，ξ为线性阻尼比；ω0为非线性项系数β=0时线性简谐振子的自然频率；F0为单位质量所受的激振力幅值。
下面采用非线性动力学中的定量分析法———谐波平衡法[15]求解式（11），令
取线性谐振子在谐波激励下的稳定解作为系统的一种形式解，即
式中，A为零次近似解的振幅。
由三角函数恒等变换公式知
将式（12）～式（14）代入式（11），得
略去高次谐波项，并使式（15）等号两端sinωt、cosωt项的系数分别相等，得
将式（16）、式（17）分别平方后相加，得幅频关系式：
进一步求解式（18），可得
将式（16）、式（17）相除，得相频关系式：
3.3 解分析
3.3.1 尾部弯曲曲线
由幅频关系式可得系统方程（式（10））的幅频特性曲线（图2），β>0时，幅频特性曲线为尾部右偏曲线；β<0时，幅频特性曲线为尾部左偏曲线；阻尼的作用限制了共振振幅的无限上升。
3.3.2 跳跃现象
对于线性系统的受迫振动来说，激振频率的连续变化只会导致响应幅值的连续变化。但是，对于非线性系统，即使激振频率连续变化，在某些特定点上也会发生振幅突跳现象。
从图2可以看出，系统方程（式（10））的幅频特性曲线并非单值曲线。在某些区间内，同一频率对应3个不同的振幅。当激励频率连续变化时，会发生振幅突然变化的“跳跃现象”[15]。随着系统参数的变化，系统的运动状态发生突变的现象称为“动态分岔”。“跳跃现象”是非线性系统所特有的现象之一，它是一种特殊的动态分岔现象。
3.3.3 多重定态
在没有外加周期力扰动时，系统方程（式（10））的状态方程可以表示为
在研究动力系统状态随时间变化的规律时，有一类状态———“定态”具有特殊重要的意义，它是指所有状态变量对时间的导数全都等于零时的状态，即
定态在相空间中的代表点称为“定点”或“平衡点”。由于非线性的存在，系统在运动过程中往往会出现“多重定态”或“多重定点”。
如图3所示，系统方程在相平面上有3个平衡点：鞍点S(0,0）、稳定定点。若初始条件不同，则系统在不同流域中的轨线将趋于不同的稳定定点，图3中阴影区中的轨线将流向F1，非阴影区中的轨线将流向F2。当外加周期力F≠0时，系统很可能穿越不同流域的分界线，在不同流域之间来回跳动，形成复杂的振荡状态，从而使系统可能在原来那些稳定定点的周围或不同定点之间做各种复杂的运动[13]。
4 数值试验
为了探索液压弹簧力非线性项系数β和外加激振力F0对系统动态特征的影响，以系统方程（式（10））的具体算例：
进行数值试验研究。
4.1 分岔特性研究
激振力F0取不同值时，以β为分岔参数绘制分岔图。图4中的横轴为液压弹簧力非线性项系数β，纵轴为振动位移y。由图4可知，参数β、F0取不同值时，系统发生了不同程度的分岔：(1)系统方程存在单根、多根和无穷多个根时，在分岔图上表现为单值曲线、多值曲线和涂黑区等不同区段（分别对应于单周期、多周期和混沌等不同运动状态）。(2)解曲线在某些点处会发生中断和跳跃，说明随着参数的变化，系统会发生振幅突然变化的“跳跃现象”。(3)随着参数的变化，系统会发生运动状态突然变化的动态分岔现象。由周期运动进入混沌运动主要是通过倍周期分岔途径实现的。
4.2 运动形态仿真
为了形象地体现系统在不同参数下的运动形态，在MATLAB中建立仿真模型，对系统典型的非线性动力学行为进行仿真。仿真中采用Runge-Kutta算法，采样频率选100Hz（远大于外控力频率fp=ω/（2π）=1/（2π）=0.16Hz），终了时间为1000s。
β=0.2N/（mm·kg),F0=0.2N/kg时，仿真结果如图5所示。由图5可知，时间历程呈周期重复；功率谱在基频fp及其倍频处出现尖峰；相轨迹在有限的区域内重复，呈封闭曲线，即有极限环存在；庞加莱图在一定的区域内只有1个孤立点存在。这是明显的单周期运动特征表现，说明此时系统处于极限环型振荡状态。
β=0.5N/（mm·kg),F0=0.2N/kg时，仿真结果如图6所示。由图6可知，时间历程呈周期重复；功率谱在分频fp/2和它的倍频处存在尖峰；相轨迹在有限的区域内重复，呈封闭曲线；庞加莱图在一定的区域上有2个孤立点存在，说明此时系统处于2倍周期运动状态。
β=0.4N/（mm·kg),F0=0.4N/kg时，仿真结果如图7所示。由图7可知，时间历程呈周期重复；功率谱在分频fp/3及其倍频处存在尖峰；相轨迹在有限的区域内重复，呈封闭曲线；庞加莱图在一定的区域上有3个孤立点存在，说明此时系统处于3倍周期运动状态。
β=1.8N/（mm·kg),F0=20N/kg时，仿真结果如图8所示。由图8可知，时间历程无规律；功率谱出现噪声背景和宽峰；相轨迹在有限的区域内不重复；庞加莱图有无限个孤立点存在，且分布在有限的区域内，说明此时系统处于混沌运动状态[16,17]。
由以上数值试验分析可知，当液压弹簧力非线性项系数β和外加激振力F0取不同值时，系统在运行过程中蕴含丰富的非线性动力学行为。系统可能做单周期运动、倍周期运动，进而通向混沌运动。
5 电液伺服系统动态实验
本节利用非线性动力学研究方法对实测的电液伺服系统的动态数据进行深入分析，以揭示非线性液压弹簧力软硬弹簧特性引起的“跳跃现象”。
5.1 实验系统组成
本文实验按图9所示的系统原理搭建电液伺服系统振动测试实验台。该实验系统可在不同供油压力和负载压力下采集电液伺服系统的状态数据。系统通过调节溢流阀阀口开度来改变系统供油压力；通过调节节流阀阀口开度来改变系统负载压力，以实现系统外加阻尼大小的调整；用精密压力表对系统进、回油路压力进行监测；用振动加速度传感器对执行机构轴向振动信号进行监测；用位移传感器对执行机构实时位置进行监测；用数据采集卡采集传感器输出信号，并传输至计算机系统进行分析处理。
5.2 振动信号的采集及处理
5.2.1 振动信号的采集
在液压缸活塞杆伸出运动状态下，按表1所示的不同工况对液压缸的不同工作状态进行动态测试。其中，输入信号为计算机控制系统给伺服放大器的电压，以控制伺服阀的阀口开度。根据液压缸无杆腔封闭液柱的相对受力情况将液压弹簧的工作特性分为3类：全程软弹簧、半程软弹簧半程硬弹簧、全程硬弹簧。根据供油压力和负载压力大小将外加阻尼大小界定为4类：无、较小、适中、较大。固定输入信号为0.2V，调整主溢流阀及节流阀的阀口开度，使系统分别在表1所示
的12种工况下运行。同时用振动加速度传感器对液压缸整个运行过程中的轴向振动信号进行采集，采样频率为10kHz。
5.2.2 振动信号的处理
采用图10所示的数据处理方案对采集的振动加速度信号进行预处理，并采用非线性动力学研究方法中的时间历程、频闪采样、功率谱图等有效方法对预处理数据进行分析研究[16,17]。
5.3 实验结果分析
供油压力为8MPa时，实验结果如图11～图15所示[18]。图11所示为供油压力为8MPa时，采用图10所示的数据处理方案对采集的振动加速度信号进行处理所得到的振动位移信号的时域波形。比较4种工况可以发现，在整个运行过程中，振动幅值随着活塞位移的变化而变化，其变化规律随工况不同而存在明显差异，这主要与液压弹簧刚度随位移变化有关。由此可以看出，在执行机构的运行过程中，系统动态性能随活塞位移的变化而变化。
图12～图15为供油压力为8MPa时4种工况的分段功率谱图。根据执行机构运行总时间长度，将其分成等分的4段：始段、中前段、中后段、终段。比较4种工况可以发现，振动能量值随负载压力的增大（系统阻尼增大）而逐渐降低，说明随系统阻尼的增大，振动幅值被抑制。不同工况下，功率谱图均由突跳部分和平缓波动段组成，说明均有“跳跃现象”的存在。由于弹簧力软、硬特性交替，波动区覆盖面较大，尖峰数量较多，间隔大小不均，较难分辨，说明“跳跃现象”发生在不同的频率点上。
图16为供油压力为8MPa时4种工况的全程频闪采样图。由图16可知，每种工况都有1个极限环，工况1、2这主要是由于摩擦力作用引起的极限环型振荡现象产生的。图16a、图16b（工况1、2）的轮廓边界由许多离散点构成，图16c、图16d（工况3、4）的轮廓边界比较清晰，这是因为工况1、2所受外加阻尼较小，发生了比较强烈的“跳跃现象”，工况3、4所受外加阻尼较大，“跳跃现象”受到了抑制。
为了验证上述所得结论的普遍性，采用与供油压力为8MPa时相同的数据处理方法，分别对供油压力为6MPa和4MPa时的实验数据进行了进一步的分析研究。通过比较分析，同样可以得到非线性液压弹簧力软、硬弹簧特性会引发“跳跃现象”的结论。
6 结论
(1）电液伺服系统执行机构在运动过程中，液压弹簧刚度随活塞位移的变化而变化，根据工况不同呈现出软弹簧特性或硬弹簧特性。
(2）液压弹簧力的非线性作用可以用含阻尼的Duffing方程来描述，其软硬弹簧特性决定了幅频特性曲线峰值尾部的弯曲方向。阻尼的作用限制了共振振幅的无限上升。激励频率连续变化时，会发生振幅突然变化的“跳跃现象”。
(3）液压弹簧力非线性项系数和外加激振力的大小影响系统的运动状态。当二者参数取不同值时，系统可能做单周期运动、倍周期运动，进而通向混沌运动。
(4）非线性液压弹簧力的软硬弹簧特性引发的“跳跃现象”会使系统响应稳定区域变得复杂，进而造成系统动态特性变得复杂和多变。因此在系统建模和动态特性研究时应该将液压弹簧力的非线性作用考虑在内。
摘要：探究了非线性液压弹簧力对电液伺服系统动态特征的影响。根据非线性动力学原理,建立了系统的动力学模型。通过理论研究指出,非线性液压弹簧力作用可以用Duffing方程描述。通过数值分析揭示了系统内在的分岔现象及典型非线性动力学行为。通过对实测数据进行深入的分析,揭示了液压弹簧的软硬弹簧特性引起的“跳跃现象”。发现液压弹簧力的非线性作用会引发非线性振动,在系统建模与动态特性研究时应该将其非线性作用考虑在内。
关键词：电液伺服系统,非线性液压弹簧力,跳跃现象,分岔,混沌
电液伺服系统的清洁度控制 篇2
电液伺服系统故障有70%～80%是由油液污染导致的,要保证系统正常、可靠地运行,必须要保持系统的清洁。油液的污染指的是混杂在油液中的各种有害物质,主要有颗粒状固体杂质、水、空气等。对于电液伺服系统,液压油液的清洁度要求更高,一般要求清洁度指标要优于美国NAS1638污染等级标准中的6级,液压油液中的各种有害物质,如固体颗粒和纤维将会影响伺服系统的工作性能及使用寿命。本文将对污染产生的原因和危害进行分析,并介绍液压元件和系统的清洗方法。
1 污染物的来源与危害
液压油液的污染物有多种来源,但它们的形成可以大致归结为3种情况:残留物的污染、再生污染和外部引入的污染。残留物的污染主要来自于油箱制造过程残留的焊渣、铁屑、灰尘等;软管在制造过程残留的胶皮等;管接头在加工过程中产生的毛刺、铁屑等。再生污染主要来自液压系统在工作过程中所产生的金属颗粒、密封圈磨损颗粒、气泡及油液变质后的胶状物等。外部引入的污染主要来自周围环境中的污染物,如油箱通气孔放气及注油孔注油,拆卸软管和伺服阀暴露在空气中侵入系统所造成的液压油污染。
液压油液中的污染物易造成伺服阀卡死和磨损。卡死是指伺服阀的阀芯被油液里的杂质挡住,致使摩擦力增大,无法驱动阀芯运动或运动缓慢。磨损是指伺服阀阀口的棱边不再保持尖锐,引起伺服阀的内泄漏增大,影响伺服阀的工作特性。
2 电液伺服系统的清洗
管路系统是电液伺服系统的重要组成部分,在加工、装配和拆卸等过程的每一个工艺环节中都不可避免地残留有污染物。将清洁度不符合要求的元件装入系统后,在系统油液冲刷和机械振动等作用下,管路系统内部固有的污染物会从粘附的表面脱落而进入油液中,使系统受到污染,因此电液伺服系统装配前必须采取清洗措施。清洗的对象主要有软管、管接头、油箱等,油泵和阀在出厂前已经充分清洗,对系统产生污染的影响不大。
软管、管接头和油箱清洗方法如下:将软管浸入干净的航空汽油中,并用干净的丝绸布通过软管内壁进行清洗,再用洁净的高压空气吹干净,完成后及时包扎好软管接头,防止二次污染。管接头在装配前首先应去除毛刺、用清洗剂脱脂、酸洗、中和,然后用洁净的高压空气吹干净,再使用超声波清洗、干燥后涂清洁液压油,用塑料薄膜封装接口。油箱加工完成后应对油箱的内表面进行喷砂处理,并将油箱开口处及时封装。在油箱内部安装磁棒,用以吸附油箱内的微小铁屑。清洗时,首先用丝绸布反复手工清洗,不能用棉纱或棉布来擦洗油箱,对于油箱死角处的焊渣及铁屑等,可用胶泥团或面粉团粘取。清洗完毕后,再进行酸洗,以彻底去除表面氧化物。
电液伺服系统完成装配后,必然会在系统中留有污染物。比如装配管接头和软管等螺纹零件上的镀层,毛刺和附着物由于相互摩擦而产生的脱落物;系统装配或油液加注时引入的外部污染物,如油液中溶解的空气、灰尘等。所以电液伺服系统在装配完成后需立即进行全面的清洗,以消除装配过程中侵入系统的污染物。电液伺服系统的清洗可按下述步骤进行:
(1)系统清洗前,不安装敏感元件(伺服阀),并将其连接管路短接,同时需注意在油泵进油口处安装粗滤,在油液进入敏感元件前安装精滤,精滤的滤芯精度与系统要求精度密切相关,要求达到NAS10级系统选用精度20μm的滤芯,要求达到NAS8级系统选用精度10μm的滤芯,要求达到NAS7级系统选用精度3μm～5μm滤芯,要求达到NAS6级系统选用精度1μm～3μm的滤芯。
(2)系统油箱注油后采用间歇冲击式管路过滤清洗,即开停电机交替进行,清洗方法为:启动电机驱动油泵,使油液在管路系统内部循环,使得所有油路都通过油液冲洗,要求电机每工作15min停机15min,油温不得超过60℃,累计冲洗时间不少于8h。
(3)完成上述过程后,进行动态取样。取样点在伺服阀、伺服缸的入口处。取样过程为:待冲洗完成后,停车后立即取样。用自动颗粒计数器检验油液清洁度,应优于美国NAS1638污染等级标准中的6级。
(4)如果多次清洗依然达不到清洁度要求,需放掉油箱以及管路系统内的油液,拆下并更换系统上的滤器及油泵进油口粗滤器,更换过程中应封闭好管路,防止污染物进入系统。
(5)重复上述过程直至油液清洁度满足要求。注意:在清洗过程中,如果滤器报警输出,必须更换新的滤芯。
电液伺服系统冲洗过程中还应该注意:(1)冲洗过程中,油箱、管路要封闭,避免空气中的污染物进入系统;(2)向油箱中注油使用滤油车,滤除油液中大的颗粒污染物;(3)在冲洗过程中应定期排出油液中的空气,因为油液中的空气可以使系统刚性下降,反应迟钝,破坏液压元器件,导致系统压力波动,从而产生振动、冲击;(4)在冲洗过程中要定期排出水蒸汽,油液中的水分由于油温的升高会蒸发出来,在油箱排气口上应有蒸汽逸出;(5)冲洗过程中系统的最佳工作油温为35℃～45℃,油温不得超过60℃,以免加速油液的氧化变质。
3 结束语
电液伺服系统的污染出现在整个装配过程中,装配前必须对软管、管接头和油箱进行严格的清洗,装配完成后应立即进行系统冲洗。经过严格的冲洗后,可减少敏感元件(伺服阀)被污染物卡死的概率,缩短系统的调试时间,减少不必要的拆卸过程。但是,系统的污染控制是一个不断进行的过程,不可能一劳永逸,在系统的运行期间还要定期检测油液状态,以保证油液控制在系统允许的清洁度范围内。
参考文献
[1]夏志新.液压系统污染控制[M].北京:机械工业出版社,1992.
[2]雷天觉.液压工程手册[M].北京:机械工业出版社,1990.
电液伺服力控制系统 篇3
为了检测游梁式抽油机的性能指标, 有必要对抽油机进行加载试验, 电液伺服加载系统的参数能够方便地进行改变, 是一种有效的加载试验系统[1]。抽油机伺服加载系统, 是一个典型的位置扰动型施力系统, 其加载过程受被加载体运动的影响[2]。为了减少抽油机运动位置和加载力之间的相互干扰, 现有文献多采用顺馈控制, 补偿位置扰动对系统加载力输出的干扰, 但顺馈控制在实际应用中难以做到完全补偿。由于伺服加载系统建立精确数学模型比较困难, 基于模型的控制方法[3,4], 在应用中消除位置干扰的效果受限。
本文在分析抽油机加载系统原理的基础上, 考虑悬点位置和加载力之间的干扰, 通过一个模糊-PID切换控制系统来补偿悬点位置干扰下加载力精确模拟问题, 从而提高了抽油机加载系统整体的控制精度。
2 抽油机伺服加载系统模型分析
抽油机电液伺服加载系统的原理如图1。
首先由位移传感器检测抽油机悬点位移, 经由A/D转换器、力函数发生器, 把悬点位移转换为加载力, 此力为加载液压缸的输入信号。输入加载力信号通过D/A转换器、伺服放大器进入伺服阀, 驱动加载液压缸产生输出力。当力传感器检测到的实际输出力与给定输入力有偏差时, 误差信号通过D/A转换器、伺服放大器进入伺服阀, 控制加载液压缸, 实现对给定加载力的闭环反馈控制[5]。
3 模糊-PID切换控制系统设计
本文采用模糊-PID切换控制系统, 控制原理如图2所示。PID控制和模糊控制结合, 在输出加载力和输入设定值之间偏差较大时以模糊控制为主, 在偏差较小时进行PID控制;两种控制的输出信号Ufuzzy和UPID利用模糊方法进行切换, 实现两种控制切换的平稳性[6,7,8]。图中KE、KEC和KU为模糊控制输入偏差信号、偏差变化率信号和输出信号Ufuzzy的系数。
3.1 设计模糊控制
模糊控制系统中, 输入量为液压缸加载力的偏差e及其变化率ec, 输出量为Ufuzzy。
设偏差语言变量|e|, 偏差变化率语言变量|ec|的论域为{B, M, S, Z}={0, 3, 6, 10}, 隶属函数为高斯y=gaussmf (x) 。输出变量的语言变量论域为{VB, B, M, S}={0, 0.5, 1.0, 1.5}, 隶属函数取为三角形隶属函数y=trimf (x) 。
根据经验得到表1的模糊控制规则。
3.2 设计模糊-PID切换方案
对于K时刻的模糊切换输入变量E (K) 和EC (K) 的隶属度函数如图3所示。模糊控制的输出用w表示, PID控制的输出用1-w表示, 则模糊切换输出变量w的隶属度函数如图4所示。
根据模糊切换输入、输出隶属度函数及经验, 设计模糊切换规则为:
If E is PB or NB then w is P;If E is NM, and EC is not (NM or NB) , then w is M;If E is PM, and EC is not (PM or PB) , then w is M;If E is O then w is O
则模糊-PID切换系统输出为
U (k) =w·Ufuzzy+ (1-w) UPID
4 实验验证
为验证模糊-PID切换控制系统对抽油机电液伺服加载系统的有效性, 在伺服加载实验台上进行实验研究。输入为阶跃力信号, 大小为0.15×105N, 位置干扰为10sin (10πt) (mm) 。加载系统在PID控制和在模糊-PID切换控制系统作用下的阶跃响应曲线如图5所示, 图中曲线1为PID控制输出, 曲线2为模糊-PID切换控制输出。
实验表明, 模糊-PID切换控制系统, 最大振荡幅度为0.1×105N, 系统输出趋于稳定。在上升阶段, 模糊-PID切换控制系统比普通PID控制平稳。实验中, PID控制参数确定为kp=0.69, ki=0.06, kd=0.06;模糊控制参数确定为KE=1.8, KEC=7和KU=1.4。
5 结论
模糊-PID切换控制系统, 补偿了悬点位置干扰下加载力精确模拟问题, 提高了抽油机加载系统整体的控制精度。
摘要：文中设计一种模糊-PID切换控制系统来解决抽油机伺服加载系统悬点位置干扰下加载力精确模拟问题。在加载力输出偏差较大时, 系统采用模糊控制, 以快速抑制超调;在加载力输出偏差较小时, 系统采用PID控制, 以保证稳态输出。并采用模糊方式避免两种控制切换时的扰动。实验证明该控制系统提高了抽油机加载系统整体的控制精度。
关键词：抽油机,电液伺服加载系统,模糊-PID切换控制系统,模糊切换
参考文献
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[7]韩桂华.重型数控车床静压推力轴承油膜控制研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学, 2009.
电液伺服力控制系统 篇4
TZ 100KN电液伺服综合试验机是一种拉压双向动静试验系统, 主要用于测试各种金属材料、高强度非金属、复合材料及部件, 如汽车板簧、门锁、链条等, 在常温下的动静力学性能, 可对被测试件施加规则波形和任意波形试验, 其负荷、位移 (变形) 两种状况任意转换。试件装夹、横梁升降、锁紧均为液压驱动、操作方便, 安全可靠。随着电子技术、虚拟仪器仪表技术、总线技术的快速发展, 原系统的硬件、软件功能已经跟不上科技发展的步伐, 应用现有的技术成果和先进经验对其进行技术升级改造, 使设备更能满足具体要求, 尤其在我国产品更新换代缓慢的条件下, 具有较大的意义。
1 存在的问题
原系统使用年限已久, 计算机、信号调制电路、伺服阀驱动器、控制电路、油源系统出现不同程度老化;负荷传感器及其信号调制电路出现问题, 致使负荷测量不准确;试验操作界面不友好, 参数设定不直观、不方便, 试验时操作繁琐, 且其程序为16位程序, 不利于升级和修改;液压源采用调压回路和旁路分油的方式实现输出压力调节, 耗电量大。
2 系统设计
由于出现上述问题, 该试验系统已无法正常使用, 为了恢复系统功能, 延长系统寿命, 对原系统进行下列技术升级改造 (如图1所示) , 系统由高压油源 (变频器和液压泵等) 、检测变送装置 (位移、负荷传感器和位移、负荷变送器) 、控制器 (PLC) 、执行机构 (伺服阀及其驱动器) 以及操作界面 (上位机) 组成。
Lab VIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台, 它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受, 视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。上位机采用基于Lab VIEW开发的人机界面, 通过RS232与PLC进行通讯, 实时监测和显示油源系统以及PLC的状态, 完成数据记录、数据分析、数据保存、参数设置、报表统计、打印等功能。
3 系统工作原理
电液伺服综合试验系统有位移控制和负荷控制两种方式, 位移控制系统位移跟随设定变化, 负荷控制系统负荷跟随设定变化。控制算法为PID控制算法, 比例系数、积分增益、微分增益三个参数可调。将位移、负荷传感器信号以及伺服阀控制信号转化成标准电流信号, PLC按一定的时间间隔采集位移、负荷、压力信号, 并对数据进行运算、存储, PLC根据上位机的操作, 载入不同类型的试验 (包括静态位移试验、静态负荷试验、动态负荷试验、动态位移试验) , 位移、负荷PID控制运算输出通过DA模块变成0~10V信号后做为伺服放大器的输入, 伺服放大器在将其转换成-40m A~40m A的控制信号, 控制电液伺服阀中高压油的流量, 从而改变油缸的位置和负荷;压力PID控制运算输出通过DA模块变成0~10V信号后做为变频器是频率设定, 控制液压泵的转速, 从而调整油源系统的出口压力, 控制程序流程图如图2所示。
基于Lab VIEW开发的电液伺服综合试验系统, 操作界面程序部分采用了生产者/消费者的设计模式, 该设计模式要求有一个队列, 生产者以事件驱动方式生成队列中的项, 消费者根据队列中的元素异步执行代码。本系统程序中, 数据通讯和部分需要重复使用的功能, 使用了这一设计模式来设计。
生产者就是一个定时循环结构和一个用户事件结构, 消费者就事件处理器。定时循环中的代码产生周期性事件, 比如数据采集、数据记录和通讯侦测;用户事件结构产生用户进行操作时触发的事件, 比如数据处理、参数设置等等;指令队列处理器包含了多条指令, 每条指令都有不同的功能, 它们主要实现与PLC通讯和显示界面的更新 (如图3所示) 。
4 电液伺服综合试验机信息化管理系统
本信息化管理系统用于微机控制电液伺服综合试验机, 进行各种金属及非金属的试验, 按照相应标准完成实时测量与显示、实时控制及数据处理、结果输出等各种功能 (部分功能如下图4、图5、图6所示) , 具有以下主要特点:
(1) 分权限管理, 不同级别的操作者有不同的操作权限, 可操作的菜单等内容也不同, 有效的保护了系统;
(2) 实时测量与显示试验力及峰值、位移、变形等各信号;
(3) 实现了负荷-变形, 负荷-位移等多种试验曲线的实时屏幕显示, 可随时切换观察, 曲线的放大与缩小非常方便;
(4) 具备试验参数的计算机存储、设定、加载等功能, 调零、标定等操作都从软件上进行, 各参数可方便的进行存储和调入;
(5) 试验数据以文本文件存贮, 以方便用户查询, 以及利用任何通用商业报表、字处理软件对试验数据进行再处理, 同时方便联网传递数据;
(6) 可记录、保存试验全过程的数据曲线, 并具有演示功能, 实现试验曲线再现, 还可以进行曲线叠加对比, 便于对比分析;
(7) 可按用户要求格式打印试验报告, 用户可以自己选择报告输出基本信息和试验结果及试验曲线的内容, 满足各种需要;
(8) 具备过载保护自动停机功能, 并可以自动判断试样断裂, 自动停机。
5 结语
我们设计的这套基于PLC和Lab VIEW的电液伺服综合试验系统, 能够对电液伺服综合试验机性能及工艺参数进行高速实时的数据采集, 并将数据及时地送入计算机进行分析、处理, 最后将结果形象地显示在计算机屏幕上。系统升级改造交付厂家使用以来, 显现出以下优点:人机界面友好、程序结构清晰、易于阅读与维护、数据准确、参数设置简单、操作方便, 企业投入少量的资金对原有设备进行技术改造, 使旧设备再生并获得巨大的经济效益, 同时可使旧设备升值, 该系统适用性好、可移植性强, 具有很好的推广应用前景。
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电液伺服力控制系统 篇5
随着电力电子技术、电机控制技术、计算机技术和传感器技术的发展,交流伺服控制技术已逐步取代了传统的直流控制技术,越来越多地应用到各种工业控制领域中。现代制造行业的迅速崛起,对伺服控制系统的控制性能提出了更高的要求[1,2,3]。要求提高伺服系统的移动速度、跟随精度和定位精度。而提高伺服控制系统的动态性能主要有以下两个途径:一是采用高性能的伺服电动机和测量装置[4,5,6,7],提高伺服控制系统的硬件性能;二是采用新的控制策略[8,9,10],提高软件系统的性能。本设计采用了性价比较高的单片机控制器取代传统的运算放大器实现信号的处理,智能控制器具有很强的数据采集、处理、记忆、存储及通信等功能,具有较高的精度、较好的人机界面和故障诊断能力。
1电液伺服控制系统的硬件设计
硬件电路由ATmega16L控制器及其最小系统、信号检测模块、PWM输出缓冲模块、驱动电路、RS 485通信模块、液晶显示及按键模块组成。其中,ATmega16L控制器最小系统包括单片机复位电路、电源配置电路、时钟电路等。图1为控制器硬件组成结构框图。
1.1 ATmega16L控制器及其最小系统电路设计
本系统给定阀门开度指令信号,通过检测位置和转速信号形成闭环系统,输出PWM控制信号,通过驱动电路和控制主电路开关管,进而控制电机的转速和阀门的开度。位置和转速信号的输入要用到ADC转换模块。
1.2 阀门位置信号采集电路设计
在阀门智能控制系统中,通过控制液体的流量和压力等参数来控制阀门开度值。调节管道系统中介质的流量,从而使控制参数符合要求。远程控制中心送来的设定信号可以是标准的DC 4～20 mA的电流信号,也可以是1～5 V的电压信号。键盘设定的0～100%的开度百分比,智能电液执行机构控制器通过状态选择开关键来接收控制信号。
1.3 检测及信号调理电路设计
系统中需要检测的信号包括负载电流、负载电压、主电路母线电压、电机转速信号等。
电流检测采用霍尔电流传感器,霍尔电流传感器是一种利用霍尔效应工作的非接触式传感器,具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强和不损失被测电路能量等诸多优点,并且已经有比较成熟的工业产品。
电流检测的霍尔电流传感器匝比为2 000∶1,传感器送出的弱电流信号经过调理后便可送入控制器中进行运算,由式(1)可得。霍尔输入经过电阻后得到±2.5 V的电压Ui,经过偏移(TL431的输出电压为2.5 V)后在A点得到0～2.5 V的电压UA,经过运算放大器放大后在输出端得到0～2.5 V的电压Uo,可直接送入ATmega16L中进行处理。此处后级运放的倍数可通过电阻匹配实现,所以同种电流可用于多处电流检测中。根据运算放大器虚短、虚断的概念,计算过程如下:
1.4 驱动电路设计
驱动电路主要作用为将控制输出信号放大并驱动功率晶体管。它输出的脉冲幅值、波形直接影响到功率晶体管的开关特性、整机效率与调节特性。
本设计采用单相电压型桥式逆变电路,功能是将控制板送过来的功率较小的信号放大为能驱动IGBT开通关断的功率较大的信号。对前级控制电路输出的PWM信号进行光耦隔离。
1.5 PWM信号输出缓冲电路
单片机引脚输入电压为0～5 V,为避免测试或使用过程中将单片机引脚烧掉,所以在单片机的PWM输出引脚后可加一级缓冲电路后再送入驱动电路中。这样,一方面避免单片机引脚直接与驱动电路相连,另外一级非门缓冲电路可增加PWM信号的驱动能力。
2电液伺服控制系统的软件设计
软件程序模块主要包括:系统自检及其初始化模块、数据信息采集模块、键盘的操作及其处理模块、(零点、灵敏度、行程)主要参数调节模块、系统监控程序模块等。
2.1 主程序流程图设计与实现
其主要流程分为:单片机控制器内部资源(看门狗、定时器、串行口、A/D转换、I/O口设定、中断向量等)及其外围电路的初始化,数据采集及滤波处理、按键操作处理、参数调整及液晶显示、故障检测、系统过程监控等。主程序流程图如图2所示。
2.2 整定参数调整模块
本智能控制器参数调整模块主要是对控制系统的零点(ZERO)、灵敏度(PROP)、和行程(SPAN)进行设定和调整。对执行机构输出电流“调零”、“调满”或对阀门开度“调大”、“调小”时,传统做法通常采用电位器或基准测量仪器进行校对,传统的方法操作复杂、误差较大、系统抗干扰性较弱。本设计在此基础上进行改进,首先将零点、灵敏度、行程所对应模拟量纲转换为数字量纲,A/D转换器分辨率为10位,即可以得出采样点数为:N=210=1 024。
本智能电液执行机构零点调整范围为全行程的0～20%,其对应数字量纲为0～203,零点调整为一闭环控制调节过程,阀门开度反馈值(BACK)经模/数转换之后,并经过换算处理,之后得到的数值为0～1 023。其位移传感器转角分布图如图3所示。其中ALL-END+ZERO为零点可调范围,0ALL为位移传感器运行行程,当
2.3 系统监控程序设计
系统监控程序是单片机控制器按照预定的操作方式进行运转的程序。它完成人机对话和远程控制等功能,是单片机系统程序的框架。主要任务为系统自检、初始化、处理键盘命令、处理接口命令、处理条件触发并调度执行模块及完成显示等。系统监控流程图如图5所示。
3控制系统的调试
主控单元的调试是调试核心,其主要为ATmega16L微处理的数据处理。首先编写开环控制程序,然后编写闭环控制智能算法。查看相应的寄存器功能。闭环控制需要输出调试完成后联合模拟试验箱进行调试。显示单元调试通过液晶显示控制系统的各项参数,并且配合按键完成相应的功能。数据输出单元调试主要为D/A功能调试,运放隔离调整电路的调试。通信输出的调试主要观察控制器向上位机输出数据,通过串口调试软件进行观察。
对该执行机构的控制器进行小扰动和大扰动实验,其仿真结果如图6,图7所示。其中实线表示设定信号,虚线表示反馈信号。
主要参数及其调试结果如表1所示。
4结语
本电液伺服控制系统采用性价比较高的ATmega16L微处理器代替传统的模拟仪表,针对阀门运转速度在不同阶段的变化情况,经过阀门位置采集、检测反馈模块及电机驱动、正反转控制模块等,成功地解决了阀门位置定位精准度低这一难题。灵敏度较高、操作灵活、响应速度快、抗干扰性强;有效地克服了突发性的停电或泵停工作、油管或水管、气管内部产生的水锤现象等故障,进而减少水锤冲击。该设计已投入工业现场,运行平稳,达到预期目标。
摘要：针对电液伺服闭环控制过程中,设定信号不断发生变化,电液阀门位置定位精确度较低的难题。采用AT-mega16L作为核心控制器,并配有高精度A/D、D/A转换器,通过对阀门开度控制信号和位置反馈信号进行采集、转换、计算和比较,发出控制信号决定并执行换向阀的换向、交流伺服电动机的起停运转,推动液压缸推杆的伸缩,进而对阀门转角大小、开度百分比进行精确定位。
关键词：单片机微处理器,伺服控制,阀门位置,RS485通信
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电液伺服力控制系统 篇6
在电液振动台中广泛采用常规的PID控制器,它具有原理简单、使用方便、稳定性和鲁棒性较好的特点,但常规PID控制器的参数整定是针对振动台的某一控制状态完成的,但是振动台在运行是存在参数时变、非线性等特点,由此导致振动系统各变化量之间是时变,非线性的关系,采用常规PID控制很难达到满意的控制效果。为了解决PID参数的在线实时调节,本文提出应用模糊PID控制的方法。
1、模糊PID控制方法的原理
模糊PID控制器以误差和误差变化作为输入,可以满足不同时刻的和对PID参数自整定的要求。利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改,便构成了模糊PID控制器。其中,模糊控制器的作用是对PID控制的三个参数、、进行校正,在此模拟控制中,将偏差和偏差变化率作为该控制器的输入变量,将三个参数的偏移量作为控制器的输出变量。
2、伺服控制系统的结构组成
系统以工控机为核心,载波信号经过位移(力)传感器、放大电路、A/D转换模块输入到工控机,经模糊算法判别处理,得到输出控制量,然后输出值经过D/A转换模块,输出给驱动电路,最后信号通过转换送到伺服阀。系统总体框架如图1所示。
首先由控制器产生被控对象所需的各种载荷波形,并转换成相应的电压信号,同时与位移传感器或力传感器接收到的小电压信号进行比较,然后由计算机按照模糊PID的控制算法产生系统的控制输入。由于电液伺服阀对电流信号范围有要求,所以需对其进行处理:首先通过驱动电路将控制输入电压信号转换为电流信号,然后在经过向后放大电路将小电流信号转换为大电流信号送到电液伺服阀,从而满足伺服阀的加载要求。
3、伺服控制系统的硬件设计
本系统的硬件设计主要是基于工控机的设计,主要分为模拟量输入通道和模拟量输出通道两大部分。
3.1 模拟量输入通道
模拟量输入通道由A/D转换器、采样保持器、多路模拟开关和向前放大电路组成。其中A/D转换器采用的芯片是PIC-1713,它是一款PIC总线的隔离高速模拟量输入卡,提供32位模拟量输入通道,采样频率可达100 KS/s,12位分辨率,提供直流隔离保护;采样保持器选用LF398芯片,对变化的模拟信号进行快速“采样”,并在转换过程中“保持”该信号;多路模拟开关选用的是CD4052B转换开关,它用两路输入的数字信号控制4通道模拟开关,可以开关比控制信号逻辑振幅大的模拟信号;放大电路采用放大器并联反馈电阻的设计,采用电流负反馈的形式。
3.2 模拟量输出通道
模拟量输出通道包括D/A转换器、V/I转换电路和向后放大电路。其中D/A转换器采用PCI-1724U型芯片,它是一款隔离高密度多通道PCI模拟量输出卡,每个模拟量输出通道都带一个14位DAC,具有热重启系统后保持输出值的特点;驱动放大电路采用的放大元件是TDA2030,经过实验,当选定反馈和输入电阻的阻值时,在电流输出端和地端,接入不同阻值的电阻,得到的结果为恒流输出。这样可以由电液伺服阀所需要的驱动电流的大小调整放大的阻值,从而调理出所匹配的电流信号。
4、伺服控制系统的软件件设计
本软件采用Matlab编写,可进行数据分析和图形显示,同时也可作为振动试验的控制操作平台。控制过程中,为了提高响应性,就需要提高采样频率,加快运算速度;提高稳定性就要求采样信号准确可靠,减少干扰的影响;提高控制的精确性需要闭环控制,对控制结果进行反馈。
本软件主要想将各路传感器信号通过放大电路进行AD转换,把采集到的数字信号进行滤波,模糊PID处理等,最后将数据送到液晶屏显示和存储。主程序流程图如图2所示:程序开始时,先关闭中断,对系统进行初始化。初始化完成后,开始采集传感器中的数据,将数据存储到相应的RAM中后再开中断。程序开始进入数据采集、数字滤波、读状态信息的循环等待呼叫状态。接到呼叫后,系统转入中断处理,接受命令,转入命令处理。
5、模型仿真与结果分析
5.1 系统的传递函数
由以上式子可得,系统的开环传递函数:
5.2 仿真研究
一般伺服阀的传递函数模型为二阶振荡环节,液压缸及其负载的传递函数模型为三阶环节,则整个振动台的传递函数模型为五阶环节。下面采用常规PID控制和模糊PID控制算法在Matlab下对振动台做仿真试验研究,并对它们的控制行为做出比较。
图3为阶跃输入时,采用PID控制和模糊PID控制得出的仿真曲线。PID控制中,KP=0.02,KI=0.001,KD=0.5。比较分析可知,对于阶跃输入,PID控制响应快,但超调量大,稳定时间长。模糊PID控制不但具有较快的响应,其超调量也小,具有更好的动态特性与稳定性。
我们采用Matlab软件对幅值为8,频率为50rad/sec的正弦输入信号进行仿真,旨在了解采用数字PID和模糊PID控制两种情况下正弦输入信号的校正对比。响应曲线如图4所示,可以看出,常规PID控制器跟踪响应特性差,超调量较大,并且逐渐增大。而使用模糊PID控制器能够起到很好的校正效果,微分控制器很明显起到了超前的作用,而积分控制器也起到了减小动态误差的作用,使得输出能够达到我们的要求。
6、结语
本文针对电液振动台伺服控制系统运动速度高、响应快、振幅大等特点,采用高速数据采集卡并通过Matlab进行仿真,结果表明对阶跃和正弦的输入信号均能达到很好的控制效果。在控制器设计方面,主要采用模糊PID的方法对系统进行控制,效果优于常规PID控制,表现出很强的动态响应特性和跟踪响应。
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电液伺服力控制系统 篇7
结构静力试验是研究复杂工程构件静特性的重要手段, 是校核产品设计静强度、刚度、稳定性, 鉴定产品可靠性的有效途径, 并为产品结构设计和产品结构优化提供可靠的静强度数据和最准确的资料。对于形状和受力都较复杂的构件, 结构静力试验是产品结构研发必不可少的也是唯一简单而有效的途径。试验结果对产品的计算机模型的建立以及二次开发起到重要的指导作用。因此, 目前许多领域, 包括土木、汽车、船舶、航空、航天领域的大型结构件的研发过程中, 都需要对构件进行结构静力试验, 保证产品的品质和可靠性, 避免产品的实际参数达不到设计要求。
1 电液伺服系统
液压加载根据液压流体力学原理, 利用液压元件组成的压力和方向控制回路, 将一定压力的油液输入液压缸, 由液压缸内的活塞把分布的油压转变为集中力, 最后经活塞杆输出。
电—液伺服系统的分类方法很多, 可以从不同角度分类, 如位置控制、速度控制、力控制等;阀控系统、泵控系统;大功率系统、小功率系统;开环控制系统、闭环控制系统等。根据输入信号的形式不同, 又可分为模拟伺服系统和数字伺服系统两类。图1为电液位置伺服系统:
电—液伺服系统综合了电气和液压两方面的优点, 具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点。因此, 在负载质量大又要求响应速度快的场合最为适合, 其应用已遍及国民经济的各个领域, 比如飞机与船舶舵机的控制、雷达与火炮的控制、机床工作台的位置控制、板带轧机的板厚控制、电炉冶炼的电极位置控制、各种飞机的模拟台控制、发电机转速的控制、材料试验机及其他实验机的压力控制等等。在油源设备提供一定压力油液的情况下, 计算机调整输入到液压缸内的油液流量, 由此控制试验载荷或位移。根据这一设计思想, 依据被控参量开发了两个液压加载分系统:力控制系统和位移控制系统, 以满足不同的试验需求。
国内现有的应用于结构静力试验的系统, 在试验力精度, 位移传感器分辨率, 响应速度和活塞行程上很难达到用户需求, 美国MTS公司的伺服加载系统能够达到和超过用户要求, 但是其价格是国内相同系统的几倍甚至几十倍, 基于这种情况, 采用美国NI公司的Lab VIEW编程软件即图形化语言作为开发平台, 开发了一套数据采集、信号处理及仪器控制的虚拟仪器应用程序, 配以伺服放大器、MOOG的直动式伺服控制阀、及作动器, 形成了一套性能优良的位移、力闭环控制系统。该系统可以进行负载0~500 k N的试件的静态试验。其试验力精度≤±1%, 位移传感器分辨率可达到0.01 mm, 活塞的最大行程可达500 mm, 控制精确、操作简单、响应速度快、控制稳定, 达到了预期的设计标准, 是一个可靠的实验平台。
2 虚拟仪器伺服系统
利用美国NI公司的Lab VIEW编程软件作为平台开发伺服控制系统软件, 该软件主要功能为数据采集并实时的显示波形型号, 可实时显示力-位移, 力-时间, 位移-时间曲线, 并通过采集的数据及控制参数发出控制信号, 数据的采集与控制信号的发出通过研华工控机A/D和D/A转换, 计算机运行伺服系统控制软件, 通过伺服放大器控制伺服阀, 从而实现对作动器活塞位置的位移闭环反馈控制。作动器活塞位置使用深圳联诚世纪的RP/RH非接触式位移传感器, 其分辨率可达16位D/A或满量程的0.001 5%。
本系统如图2所示, 主要由以下部分构成:
1) 主机:对试样进行加载的工作装置, 本系统为作动器。
2) 控制柜:启动、停止油泵电机, 对异常情况报警的操作装置。
3) 油源:对液压系统提供油液和动力, 通过作动器对试样加载的动力装置。
4) 控制系统:控制试验按照需求逐步进行, 并对试验数据进行采集、放大、显示、处理和打印的装置。
该软件可以实现位移的手动控制, 闭环控制以及自动程控, 具有多种试验力、位移梯级加载、保载控制, 数据的采集、记录、显示、实时保存以及采集频率的设定等功能, 采集的数据通过实时处理可以显示其当前值, 历史值及峰值, 还能设定试验保护参数, 软件界面清晰美观, 操作简单, 使用方便。控制程序流程如图3。
该系统主要用于结构教学试验, 也可以在加载框架内进行建筑结构的弯曲、压缩、拉伸等性能试验。试验对象包括柱、梁、框架等。还可以将系统中的油缸在加载框架内组合使用, 以实现多点协调加载功能, 测试结构在复杂受力情况下的力学性能。图4为伺服控制系统界面。
3 结论
本系统根据实际情况选择了液压辅助控制系统的硬件配置, 基于Lab VIEW平台开发了伺服控制系统软件, 大大简化了源程序的开发。由于Lab VIEW所具备的强大功能使传统的信号发生器及其他硬件设备可以省略, 而且精度更好、成本更低、试验系统性能更稳定。该系统充分考虑了结构试验系统的各种特征, 功能齐全、界面美观、操作简便、此软件可以快捷、方便、直观地实现试验要求的各种操作, 人机对话灵活、友好。
摘要：结构静力试验是研究复杂工程构件静特性的重要手段, 是校核产品设计静强度、刚度、稳定性, 鉴定产品可靠性的有效途径, 并为产品结构设计和产品结构优化提供可靠的静强度数据和最准确的资料。电液伺服控制加载系统是土木工程结构试验中理想而不可缺少的试验加载设备。基于LabVIEW研制与开发的伺服控制加载系统省略传统的信号发生器等硬件设备, 其精度更高, 性能更稳定, 操作简单且能根据试验要求做进一步扩展和优化。
关键词：LabVIEW,虚拟仪器,电液伺服,结构静力试验
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