一种基于插装阀的大功率负载模拟系统及使用方法技术方案

本发明专利技术属于仿真技术领域，具体为一种基于插装阀的大功率负载模拟系统及使用方法。包括加载作动器、转速计、力矩传感器、加载控制器、比例减压阀Ⅰ、比例减压阀Ⅱ、比例减压阀Ⅲ、比例减压阀Ⅳ、二位二通电磁换向阀Ⅰ、插装阀Ⅰ、插装阀Ⅱ、插装阀Ⅲ、插装阀Ⅳ、二位二通电磁换向阀Ⅱ、单向阀、单向变量液压泵、油箱、力矩反馈信号微分器、加载轴轴向刚度比例单元、角速度指令计算单元、被加载对象角度反馈信号微分器和角速度伺服控制器。本发明专利技术的加载装置不仅结构简单，成本较低，而且实现了对加载作动器的流量和压力状态的分腔协调控制，消除了被加载对象主动运动导致的强迫流量，多余力抑制效果好，负载模拟精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于插装阀的大功率负载模拟系统及使用方法
本专利技术属于仿真
，具体为一种基于插装阀的大功率负载模拟系统及使用方法。
技术介绍
负载模拟器在航空航天，车辆，船舶等领域有着广泛的应用，主要用于半实物仿真测试中，它可以实时跟踪计算机给定的载荷谱，模拟被加载对象在真实环境下所受的载荷，检测被加载对象系统的技术性能指标。负载模拟器模拟提升机所受的力矩载荷，可以在实验室条件下检测提升机的带载性能、控制精度和提升机的闸控系统的稳定性、可靠性。在大功率矿井提升机为典型代表的一类对大流量、大力矩有加载技术需求的场合，传统的负载模拟系统受加载阀最大通流量的制约，并不适用于大流量负载模拟工况，传统的负载模拟系统无法满足提升机加载实验的技术需求。同时，传统的负载模拟系统没有节能加载功能，在逆载加载工况时，能源利用率低，能耗大。在多余力抑制方面，传统的负载模拟系统利用舵机速度信号进行前馈补偿。专利CN104564915A提出了一种基于泵阀复合的双自由度电液负载模拟控制方法，该方法是在原来的阀控系统基础上额外加设了一套泵控系统，通过复合控制达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于插装阀的大功率负载模拟系统，其特征在于：包括加载作动器（1）、转速计（2）、力矩传感器（3）、加载控制器（4）、比例减压阀Ⅰ（5）、比例减压阀Ⅱ（6）、比例减压阀Ⅲ（7）、比例减压阀Ⅳ（8）、二位二通电磁换向阀Ⅰ（9）、插装阀Ⅰ（10）、插装阀Ⅱ（11）、插装阀Ⅲ（12）、插装阀Ⅳ（13）、二位二通电磁换向阀Ⅱ（14）、单向阀（16）、单向变量液压泵（18）、油箱（19）、力矩反馈信号微分器（20）、加载轴轴向刚度比例单元（21）、角速度指令计算单元（22）、被加载对象角度反馈信号微分器（23）和角速度伺服控制器（24），加载作动器（1）的轴向杆上安装转速计（2）和力矩传感器（3）...

【技术特征摘要】
1.一种基于插装阀的大功率负载模拟系统，其特征在于：包括加载作动器（1）、转速计（2）、力矩传感器（3）、加载控制器（4）、比例减压阀Ⅰ（5）、比例减压阀Ⅱ（6）、比例减压阀Ⅲ（7）、比例减压阀Ⅳ（8）、二位二通电磁换向阀Ⅰ（9）、插装阀Ⅰ（10）、插装阀Ⅱ（11）、插装阀Ⅲ（12）、插装阀Ⅳ（13）、二位二通电磁换向阀Ⅱ（14）、单向阀（16）、单向变量液压泵（18）、油箱（19）、力矩反馈信号微分器（20）、加载轴轴向刚度比例单元（21）、角速度指令计算单元（22）、被加载对象角度反馈信号微分器（23）和角速度伺服控制器（24），加载作动器（1）的轴向杆上安装转速计（2）和力矩传感器（3），力矩传感器（3）的输出端与加载控制器（4）的反相端相连，加载控制器（4）的同相端通过依次连接的力矩反馈信号微分器（20）、加载轴轴向刚度比例单元（21）与角速度指令计算单元（22）的同相端相连，角速度指令计算单元（22）的同相端与被加载对象角度反馈信号微分器（23）相连，被加载对象角度反馈信号微分器（23）与被加载对象系统连接，角速度指令计算单元（22）的输出端与角速度伺服控制器（24）的同相端相连；加载作动器（1）的A腔分别与插装阀Ⅰ（10）的油口A和插装阀Ⅱ（11）的油口B连接，加载作动器（1）的B腔分别与插装阀Ⅲ（12）的油口B和插装阀Ⅳ（13）的油口A连接；插装阀Ⅱ（11）和插装阀Ⅲ（12）的油口A通过单向阀（16）与单向变量液压泵（18）的压力油输出端相连，单向变量液压泵（18）的进油端与油箱（19）连接，插装阀Ⅰ（10）和插装阀Ⅳ（13）的油口B分别通过二位二通电磁换向阀Ⅰ（9）和二位二通电磁换向阀Ⅱ（14）与油箱（19）相连；插装阀Ⅰ（10）、插装阀Ⅱ（11）、插装阀Ⅲ（12）和插装阀Ⅳ（13）的X口分别与比例减压阀Ⅰ（5）、比例减压阀Ⅱ（6）、比例减压阀Ⅲ（7）和比例减压阀Ⅳ（8）连接。


2.根据权利要求1所述的基于插装阀的大功率负载模拟系统，其特征在于：所述的插装阀Ⅱ（11）和插装阀Ⅲ（12）的油口A还通过依次连接的先导式溢流阀（15）和二位二通电磁换向阀Ⅲ（17）与油箱（19）连接。


3.根据权利要求2所述的基于插装阀的大功率负载模拟系统，其特征在于：比例减压阀Ⅰ（5）、比例减压阀Ⅱ（6）、比例减压阀Ⅲ（7）以及比例减压阀Ⅳ（8）可以是直动式比例减压阀，也可以是先导式比例减压阀。


4.一种如权利要求1或2或3所述的基于插装阀的大功率负载模拟系统的使用方法，其特征在于：当被加载对象的运动方向和力矩谱指令的方向都为正时，称为工作模式1，加载作动器A腔工作在流量模式，B腔工作在压力模式；当被加载对象运动方向为正时、力矩谱指令的方向为负时，称为工作模式2，加载作动器A腔工作在压力模式，B腔工作在流量模式；当被加载对象运动方向和力矩谱指令的方向都为负时，称为工作模式3，加载作动器A腔工作在压力模式，B腔工作在流量模式；当被加载对象运动方向为负时、力矩谱指令的方向为正时，称为工作模式4，加载作动器A腔工作在流量模式，B腔工作在压力模式；
当加载装置处于工作模式1时，加载作动器（1）A腔处于流量模式，B腔处于压力模式，从单向变量液压泵（18）流出的油液通过插装阀Ⅲ（12），流入加载作动器（1）B腔，油液从A腔流出，此时二位二通电磁换向阀Ⅰ（9）断电，油液经电磁换向阀Ⅰ（9）流回油箱；采集力矩谱指令和被加载对象角速度反馈信号，经过力矩反馈信号微分器（20）和角速度指令计算单元（22）生成解耦被加载对象运动的指令信号，角速度伺服控制器（24）利用该信号与加载作动器（1）的角速度反馈信号基于PID算法生成流量控制信号，控制比例减压阀Ⅲ（7）输出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪成文，张俊琪，赵赞魁，杜伟，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14