一种空载流量特性模拟退化的试验方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种空载流量特性模拟退化的试验方法及其装置，其试验方法包括：采集被测伺服阀中流量增益的突变量信息；根据突变量信息，生成模拟小球磨损程度的仿真结果；将模拟小球磨损程度的仿真结果发送至用户的终端和/或在空载流量特性模拟退化的试验装置的显示面板上显示。通过设计空载流量特性模拟退化的试验方法，忽略了喷嘴挡板的液压力矩，也忽略了力矩马达控制线圈的动态和滑阀的动态环节，在简化的伺服阀自控模型基础上加入小球磨损引起的非线性环节，利用仿真方式定性分析了磨损量和空载流量特性曲线跳变量的关系，便于用户基于此而得出空载流量特性曲线跳变量随小球磨损深度线性增加的规律。

【技术实现步骤摘要】
一种空载流量特性模拟退化的试验方法及其装置
本专利技术涉及双喷嘴挡板电液伺服阀小球磨损监测技术，尤其涉及一种空载流量特性模拟退化的试验方法及其装置。
技术介绍
双喷嘴挡板力反馈式电液伺服阀具有线性度好、动态响应快、压力灵敏度高、阀芯基本处于浮动不易卡阻、温度和压力零漂小等优点，适合在航空航天及一般工业用的高精度电液位置伺服、速度伺服；双喷嘴挡板力反馈式两级电液伺服阀弹簧管下端小球在使用过程中容易发生磨损,导致空载流量特性变坏，严重时可引起伺服阀误动作；由于缺少完善的数学模型，使力矩马达的设计仍采用经验的方式设计，没有系统的理论指导；此外现有伺服阀的整体动力学理论模型与基于机理的模型仿真结果以及实验结果存在较大的误差。因此，对两级力反馈喷嘴挡板伺服阀的整体动力学模型进行研究，对于指导喷嘴挡板伺服阀设计以及完善其整体数学模型具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种空载流量特性模拟退化的试验方法及其装置。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种空载流量特性模拟退化的试验方法，其包括：采集被测伺服阀中流量增益的突变量信息；根据所述突变量信息，生成所述模拟小球磨损程度的仿真结果；将所述模拟小球磨损程度的仿真结果发送至用户的终端和/或在空载流量特性模拟退化的试验装置的显示面板上显示。本专利技术的有益效果是：通过设计空载流量特性模拟退化的试验方法，忽略了喷嘴挡板的液压力矩，也忽略了力矩马达控制线圈的动态和滑阀的动态环节，在简化的伺服阀自控模型基础上加入小球磨损引起的非线性环节，利用仿真方式定性分析了磨损量和空载流量特性曲线跳变量的关系，便于用户基于此而得出空载流量特性曲线跳变量随小球磨损深度线性增加的规律。此外，本专利技术还提供了一种空载流量特性模拟退化的试验装置，其包括：油箱、泵、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、流量计、自动信号发生器、负载部件、被测伺服阀、伺服阀线圈以及X‐Y记录仪，所述油箱、所述泵、所述被测伺服阀依次通过管路连接，所述被测伺服阀的第一控制油口通过所述第一截止阀与所述负载部件连接，所述负载部件与所述被测伺服阀连接；所述被测伺服阀的第二控制油口通过所述第二截止阀与所述负载部件连接，所述被测伺服阀的第一控制油口、第三截止阀、所述流量计以及所述X‐Y记录仪依次连接，所述被测伺服阀的第二控制油口、第四截止阀、所述流量计以及所述X‐Y记录仪依次连接，所述自动信号发生器与所述伺服阀线圈连接；所述流量计，用于采集被测伺服阀中流量增益的突变量信息；所述X‐Y记录仪，用于根据所述突变量信息，生成所述模拟小球磨损程度的仿真结果；所述X‐Y记录仪，用于将所述模拟小球磨损程度的仿真结果发送至用户的终端和/或在空载流量特性模拟退化的试验装置的显示面板上显示。本专利技术的有益效果是：通过设计空载流量特性模拟退化的试验装置，忽略了喷嘴挡板的液压力矩，也忽略了力矩马达控制线圈的动态和滑阀的动态环节，在简化的伺服阀自控模型基础上加入小球磨损引起的非线性环节，利用仿真方式定性分析了磨损量和空载流量特性曲线跳变量的关系，便于用户基于此而得出空载流量特性曲线跳变量随小球磨损深度线性增加的规律。附图说明图1为本专利技术实施例提供的试验方法的示意性流程图。图2为本专利技术实施例提供的试验装置的结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的试验系统的示意性模型。图4为本专利技术实施例提供的空载流量特性曲线图之一。图5为本专利技术实施例提供的空载流量特性曲线图之二。图6为本专利技术实施例提供的空载流量特性曲线图之三。图7为本专利技术实施例提供的空载流量特性曲线图之四。1‐油箱；2‐溢流阀；3‐第一压力表；4‐温度计；5‐泵；6‐第一过滤器；7‐第二压力表；8‐第三压力表；9‐第四压力表；10‐第二过滤器；11‐冷却器；12‐负载部件；13‐第一截止阀；14‐第二截止阀；15‐第三截止阀；16‐第四截止阀；17‐流量计；18‐手动控制器；19‐自动信号发生器；20‐直流放大器；21‐伺服阀线圈；22‐电流表；23‐取样电阻；24‐X‐Y记录仪；25‐被测伺服阀。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1至图7所示，图1为本专利技术实施例提供的试验方法的示意性流程图。图2为本专利技术实施例提供的试验装置的结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的试验系统的示意性模型。图4为本专利技术实施例提供的空载流量特性曲线图之一。图5为本专利技术实施例提供的空载流量特性曲线图之二。图6为本专利技术实施例提供的空载流量特性曲线图之三。图7为本专利技术实施例提供的空载流量特性曲线图之四。本专利技术提供了一种空载流量特性模拟退化的试验方法，其包括：S101：采集被测伺服阀中流量增益的突变量信息；S102：根据所述突变量信息，生成所述模拟小球磨损程度的仿真结果；S103：将所述模拟小球磨损程度的仿真结果发送至用户的终端和/或在空载流量特性模拟退化的试验装置的显示面板上显示。需要说明的是，专利技术名称中的“空载”是指，被测伺服阀为模拟实验装置，并不实际应用在工作场景中。通过设计空载流量特性模拟退化的试验方法，忽略了喷嘴挡板的液压力矩，也忽略了力矩马达控制线圈的动态和滑阀的动态环节，在简化的伺服阀自控模型基础上加入小球磨损引起的非线性环节，利用仿真方式定性分析了磨损量和空载流量特性曲线跳变量的关系，便于用户基于此而得出空载流量特性曲线跳变量随小球磨损深度线性增加的规律。本文采用理论推导、仿真和实验相结合的研究方法，对伺服阀力矩马达的小球进行了研究。将导磁元件磁阻、永磁体磁阻以及永磁体的漏磁考虑在内，利用基尔霍夫定律对伺服阀力矩马达进行了磁路分析与电磁力矩的推导，得出了力矩马达输出电磁力矩线性化的表达式，并对磁弹簧刚度和电磁力矩系数的计算公式进行了修正，分析了导磁元件磁阻和永磁体磁阻对伺服阀力矩马达性能的影响。并采用AMESim对伺服阀力矩马达进行了建模仿真研究，以及采用MOOG：J761‐003伺服阀的力矩马达进行了实验研究，验证了所推导伺服阀力矩马达模型的有效性；通过上述对伺服阀力矩马达数学模型进行研究后，将衔铁挡板组件的运动当做一个二自由度运动系统，并将挡板处的压力反馈以及滑阀的动态考虑在内，利用现代控制理论的方法对两级力反馈喷嘴挡板伺服阀进行数学模型进行了研究，得出了其整体动力学模型，并采用Matlab对两级力反馈喷嘴挡板伺服阀进行机理建模，将其仿真结果与AMESim模型仿真结果进行比较，验证了所推导两级力反馈喷嘴挡板伺服阀整体理论模型的有效性。对小球磨损引起的空载流量特性曲线变化问题进行了相应的理论和仿真分析；双喷嘴挡板伺服阀进行试验,借计算机技术对伺服阀测试数据进行状态特征信号提取、征兆提取、状态识别和精确判读，分别得出了小球轻度、中度和严重磨损情况下，空载流量特性曲线的跳变量；针对目前国内外鲜有报道伺服阀加速退化试验的现状；通过在简化的伺服阀自控模型基础上，加入小球磨损导致的非线性环节，定性仿真小球磨损深度和流量跳变的关系，并给出“磨损深度‐流量跳变”关系曲线；最后依据现有伺服阀标准自行设计了一套可用于研究小球磨损导致的空载流量特性退化的加速退化试验回路，并分析了进行伺服阀加速退化试验的要点。被测伺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空载流量特性模拟退化的试验方法，其特征在于，包括：采集被测伺服阀中流量增益的突变量信息；根据所述突变量信息，生成所述模拟小球磨损程度的仿真结果；将所述模拟小球磨损程度的仿真结果发送至用户的终端和/或在空载流量特性模拟退化的试验装置的显示面板上显示。

【技术特征摘要】
1.一种空载流量特性模拟退化的试验方法，其特征在于，包括：采集被测伺服阀中流量增益的突变量信息；根据所述突变量信息，生成所述模拟小球磨损程度的仿真结果；将所述模拟小球磨损程度的仿真结果发送至用户的终端和/或在空载流量特性模拟退化的试验装置的显示面板上显示。2.根据权利要求1所述的一种空载流量特性模拟退化的试验方法，其特征在于，所述根据所述突变量信息，生成所述模拟小球磨损程度的仿真结果的步骤，包括:采用MATLAB的simulink对所述突变量信息进行定性仿真分析，生成模拟被测伺服阀的自动控制模型；通过所述模拟被测伺服阀的自动控制模型，生成负载流量仿真结果。3.根据权利要求2所述的一种空载流量特性模拟退化的试验方法，其特征在于，所述生成模拟被测伺服阀的自动控制模型的步骤，包括：根据如下负载流量特性方程，计算与所述被测伺服阀中流量增益的突变量信息相对应的负载流量：ql＝CdWXV1ρPS，其中，ql为负载流量；Cd为流量系数；W为滑阀的面积梯度；XV为滑阀位移；ρ为液体密度；PS为供油压力。4.根据权利要求3所述的一种空载流量特性模拟退化的试验方法，其特征在于，所述生成负载流量仿真结果的步骤，包括：将所述负载流量等效为被测伺服阀的两个控制油口管路直径不均衡引起的附加电流；通过下述公式的计算，生成负载流量仿真结果：A＝ic+sign(ic).δ，其中，A为负载流量仿真结果，ic为控制电流，sign为符号函数，δ为小球单边小球深度，sign(ic).δ为被测伺服阀的两个控制油口管路直径不均衡引起的附加电流。5.一种空载流量特性模拟退化的试验装置，其特征在于，包括：油箱、泵、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、流量计、自动信号发生器、负载部件、被测伺服阀、伺服阀线圈以及X‐Y记录仪，所述油箱、所述泵、所述被测伺服阀依次通过管路连接，所述被测伺服阀的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志龙，韩啸，
申请(专利权)人：山西东润精益电力液压控制有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14