一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法技术

本发明专利技术公开了一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法。包括3个步骤：产生并输出速度给定信号x，输出位移给定信号y，速度控制和位置控制的切换。针对车门疲劳试验，为了使试验过程最大程度模拟人开关车门的实际情况，速度给定信号x采用随机速度大小，位移给定信号y采用速度给定信号x积分得到，由伺服电缸作为执行器带动车门进行开闭运动，开启的目标位置由人为设定，采用随机给定速度完成每一次车门耐久试验，使试验结果更具有说服力。

A random test method of door durability test bench based on servo electric cylinder

The invention discloses a random test method of a door durability test bench based on a servo electric cylinder. It consists of three steps: generating and outputting the speed given signal x, outputting the displacement given signal Y, and switching between speed control and position control. According to the fatigue test of door, in order to make the test process simulate the actual situation of people opening and closing the door to the greatest extent, the speed given signal x adopts the random speed size, the displacement given signal Y adopts the speed given signal x integral to get, the servo electric cylinder as the actuator drives the door to open and close, the opening target position is set by human, and each vehicle is completed with the random given speed The door durability test makes the test result more convincing.

【技术实现步骤摘要】
一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法
：本专利技术涉及车门疲劳试验，具体是一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法。
技术介绍
：车门耐久试验台是一种用来检测车门的安全性、可靠性、耐久性和机械结构是否合理等性能的试验装置，为车内乘客和驾驶员的安全提供了保障。目前的车门耐久试验台多采用气缸作为执行器，以相同的速度带动车门完成一定次数的开启和关闭工作，记录试验情况得出结果。然而在实际情况下，由于不同的人开启车门的速度各不相同，尤其当车门的开启速度较大时，会对车门的使用寿命产生较大的影响，采用相同速度进行一定次数的车门耐久试验得出的试验结果缺乏说服力，调查统计表明，出租车等提供客运服务的小型车车门开闭频率最高，并且由于客人的习惯各异，车门开闭的速度存在较大差异，此时常规的试验方法难以满足车门耐久试验的要求，为车上乘客和司机的安全留下隐患。
技术实现思路
：为了克服以上问题，本专利技术提供了一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法。本专利技术的技术方案如下：一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法依赖于伺服电缸实现，由伺服电缸作为执行器带动车门完成开闭工作。一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法的任务主要是采用随机速度完成车门疲劳试验。采用1m/s-4m/s成标准正态分布的随机信号作为速度大小信号，速度大小信号采样周期为12s，采用幅值为1、周期为12s、占空比为50％的方波信号作为速度方向信号，将速度大小信号和速度方向信号作为乘法器的输入，则输出即为速度给定信号x；采用速度给定信号x积分的方式得到位移给定信号y，既保证了位置跟踪过程中误差较小，同时也避免考虑位移方向的问题；在设计速度控制和位置控制的切换时加入目标位置r，即试验中车门开启位置的设定值，用饱和器对位移给定信号进行处理，采用比较器将位移给定信号y和饱和器的输出进行比较，判断位移给定信号y是否满足目标位置r，若满足则比较器输出0，通过乘法器与速度给定信号x乘积，速度给定为0，位置控制起主要作用；若不满足则比较器输出1，通过乘法器与速度给定信号x乘积，速度给定信号x保持不变，速度控制起主要作用。本专利技术根据实际调查数据采用成标准正态分布的1m/s-4m/s速度范围作为给定速度大小，车门位移采用1m，开闭速度快，运行时间短，为了保证速度能够达到给定值，采用伺服电缸作为执行器，由于伺服电缸本身响应速度快、精度高，可满足试验要求；随机速度的设定能够最大程度的模拟实际条件下人开闭车门的情况，使试验结果更具有说服力；位移给定信号采用速度信号积分的方式得到，防止位置跟踪过程中误差较大影响速度控制，同时也避免考虑位移方向的问题；采用饱和器、比较器、乘法器完成速度控制和位置控制的切换，使操作人员容易理解和实现；整个试验方法中的工作参数均可根据实际要求调整，使方法具有较大的通用性。附图说明：图1为本专利技术一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法的结构框图。图2为本专利技术一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方的具体工作流程图。附图标记如下：1表示速度给定信号x，2表示积分环节，3表示位移给定信号y，4表示目标位置r，5表示饱和器，6表示比较器，7表示乘法器，8表示伺服电缸。具体实施方式：图1为一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法的结构框图。在图1中，1为速度给定信号x，2为积分环节，3为位移给定信号y，4为目标位置r，5为饱和器，6为比较器，7为乘法器，8为伺服电缸。图2为一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方的具体工作流程图。一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法包括以下3个步骤：车门耐久试验台使用伺服电缸8作为执行器带动车门完成开闭工作，工作参数如下：试验频率为5次/min，车门未开启时位移为0m，伺服电缸8带动车门运动的位移为1m，伺服电缸8带动车门运动的速度大小为1m/s-4m/s，本试验台中的各个工作参数均可根据实际需要自行调节。步骤1、产生并输出速度给定信号x1：速度给定信号x1包括速度大小和速度方向两部分，采用伺服电缸8作为执行器，由于伺服电缸8本身精度高，响应速度快，故速度大小采用1m/s-4m/s成标准正态分布的随机信号作为车门耐久试验的速度大小，随机信号的采样周期为12s；在一次车门耐久试验中包括开门和关门两个动作，在这两个过程中速度大小相同方向相反，故速度方向采用幅值为1、周期为12s、占空比为50％的方波信号；将速度大小信号和速度方向信号作为乘法器的输入，则输出即为速度给定信号x1；步骤2、输出位移给定信号y3：与速度信号设计不同，若位移信号直接采用目标位置r4会导致位置控制过程中产生较大误差，使位置控制器输出较大，进而影响速度控制，为了避免上述问题，位移给定信号y3采用速度给定信号x1积分的方式得到，既保证了位置跟踪过程中误差较小，同时也避免考虑位移方向的问题；步骤3、速度控制和位置控制的切换：一次车门耐久试验包括车门开启、保持、关闭、保持四个阶段，共计12s，第一个6s内完成开启、保持两个阶段，第二个6s内完成关闭、保持两个阶段，在开启和关闭阶段速度控制起主要作用，目标位置r4信号采用周期为12s、幅值为1m、占空比为50％的脉冲信号，当开启和关闭的位移达到目标位置r时进入保持阶段，此时位置控制起主要作用；位置控制和速度控制的切换通过比较器6和乘法器7完成，位移给定信号用位移饱和器5处理，位移饱和器5的下限为0m，上限为1m，将目标位置r4与位移饱和器5输出信号作差作为比较器6的输入，差不为零时输出1，差为零时输出0；将比较器6输出和速度给定信号x1作为乘法器7的输入，在车门开启和关闭过程，位移给定信号y3未达到目标位置r4，此时比较器6输出1，乘法器7输出速度给定信号x1，此时速度控制起主要作用，在保持阶段位移给定信号y3达到目标位置r4，此时比较器6输出0，乘法器7输出为0，此时位置控制起主要作用，保证位置的精确度，防止车门位移达到目标位置时继续进行开启或关闭运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法，车门耐久试验台使用伺服电缸作为执行器带动车门完成开闭工作，工作参数如下：试验频率为5次/min，车门未开启时位移为0m，伺服电缸带动车门运动的位移为1m，伺服电缸带动车门运动的速度大小为1m/s-4m/s，所述试验频率、车门未开启时位移、以及伺服电缸带动车门运动的位移3工作参数均可根据实际需要自行调节；其特征在于，所述基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法包括以下步骤。/n步骤1、产生并输出速度给定信号x：速度给定信号x包括速度大小和速度方向两部分，采用伺服电缸作为执行器，速度大小采用1m/s-4m/s成标准正态分布的随机信号作为车门耐久试验的速度大小，随机信号的采样周期为12s；在一次车门耐久试验中包括开门和关门两个动作，在这两个过程中速度大小相同方向相反，故速度方向采用幅值为1、周期为12s、占空比为50％的方波信号；将速度大小信号和速度方向信号作为乘法器的输入，则输出即为速度给定信号x；/n步骤2、输出位移给定信号y：位移给定信号y采用速度给定信号x积分的方式得到；/n步骤3、速度控制和位置控制的切换：一次车门耐久试验包括车门开启、保持、关闭、保持四个阶段，共计12s，第一个6s内完成开启、保持两个阶段，第二个6s内完成关闭、保持两个阶段，在开启和关闭阶段速度控制起主要作用，目标位置r信号采用周期为12s、幅值为1m、占空比为50％的脉冲信号，当开启和关闭的位移达到目标位置r时进入保持阶段，此时位置控制起主要作用；位置控制和速度控制的切换通过比较器和乘法器完成，位移给定信号用位移饱和器处理，位移饱和器的下限为0m，上限为1m，将目标位置r与位移饱和器输出信号作差作为比较器的输入，差不为零时输出1，差为零时输出0；将比较器输出和速度给定信号作为乘法器的输入，在车门开启和关闭过程，位移给定信号y未达到目标位置r，此时比较器输出1，乘法器输出速度给定信号，此时速度控制起主要作用，在保持阶段位移给定信号y达到目标位置r，此时比较器输出0，乘法器输出为0，此时位置控制起主要作用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法，车门耐久试验台使用伺服电缸作为执行器带动车门完成开闭工作，工作参数如下：试验频率为5次/min，车门未开启时位移为0m，伺服电缸带动车门运动的位移为1m，伺服电缸带动车门运动的速度大小为1m/s-4m/s，所述试验频率、车门未开启时位移、以及伺服电缸带动车门运动的位移3工作参数均可根据实际需要自行调节；其特征在于，所述基于伺服电缸的车门耐久试验台随机试验方法包括以下步骤。
步骤1、产生并输出速度给定信号x：速度给定信号x包括速度大小和速度方向两部分，采用伺服电缸作为执行器，速度大小采用1m/s-4m/s成标准正态分布的随机信号作为车门耐久试验的速度大小，随机信号的采样周期为12s；在一次车门耐久试验中包括开门和关门两个动作，在这两个过程中速度大小相同方向相反，故速度方向采用幅值为1、周期为12s、占空比为50％的方波信号；将速度大小信号和速度方向信号作为乘法器的输入，则输出即为速度给定信号x；
步骤2、输出位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德俊，周贤文，顾伟，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31