一种舵机负载模拟器力闭环控制系统及其使用方法，所述舵机负载模拟器力闭环控制系统包括伺服阀、旁通阀、加载缸与舵板；所述加载缸的进油腔与伺服阀的A口相连通，伺服阀的P口与压力油口P相连通，所述加载缸的出油腔与伺服阀的B口相连通，伺服阀的T口与卸油口T相连通，加载缸的两端分别与位移传感器、拉压力传感器连接，拉压力传感器远离加载缸的一端与舵板连接；所述旁通阀的进油口与一油路A连通，旁通阀的出油口二油路B连通；伺服阀的输入端与控制器的输出端电连接。本设计加载缸跟随舵板往复运动，同时加载缸根据加载曲线对舵板施加载荷作用，可以模拟舵板转动过程中的水动力载荷，控制精度高，检测精确度较高。检测精确度较高。检测精确度较高。
【技术实现步骤摘要】
一种舵机负载模拟器力闭环控制系统及其使用方法
[0001]本专利技术涉及一种舵机装置的改进，属于舵机负载模拟器领域，尤其涉及一种舵机负载模拟器力闭环控制系统及其使用方法。
技术介绍
[0002]舵机装置是用来保持和改变船舶航行方向的关键部件，在船舶实际航行过程中，舵机装置面临复杂的水动力载荷工况，为有效提高舵机装置的操作性能和使用寿命，在舵机研制过程中，需要对舵机带载工况下运行各项性能进行测试和检验，在这样的技术难题需求之下，舵机负载模拟器应运而生。
[0003]舵机负载模拟器在实验室条件下对舵机装置进行静态和动态加载试验，复现舵机装置在船舶实际航行过程中所受的水动力载荷。测试舵机装置的结构材料强度、控制精度、响应速度和系统可靠性等静动态性能指标，而现有的使用方法需要将装置实体放入到检测环境中进行检测，检测精确度较低，控制精度低。
[0004]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的检测精确度较低，控制精度低问题，提供了检测精确度较高，控制精度高的一种舵机负载模拟器力闭环控制系统及其使用方法。
[0006]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种舵机负载模拟器力闭环控制系统，所述舵机负载模拟器力闭环控制系统包括伺服阀、旁通阀、加载缸与舵板；
[0007]所述加载缸的进油腔与伺服阀的A口相连通，伺服阀的P口与压力油口P相连通，所述加载缸的出油腔与伺服阀的B口相连通，伺服阀的T口与卸油口T相连通，加载缸的两端分别与位移传感器、拉压力传感器连接，拉压力传感器远离加载缸的一端与舵板连接；
[0008]所述旁通阀的进油口与一油路A连通，旁通阀的出油口二油路B连通；
[0009]伺服阀的输入端与控制器的输出端电连接，控制器的输入端与上位机的输出端电连接。
[0010]所述加载缸的进油腔与左溢流阀的出油口连通，左溢流阀的进油口与压力油口P相连通，所述加载缸的出油腔与右溢流阀的进油口连通，左溢流阀的出油口与卸油口T相连通。
[0011]所述左溢流阀的上安装有左压力传感器，右溢流阀上安装有右压力传感器。
[0012]所述加载缸包括一活塞杆与二活塞杆，二活塞杆的一端与位移传感器连接，一活塞杆的一端与拉压力传感器的一端连接，拉压力传感器的另一端与舵板连接。
[0013]所述加载缸的进油腔与左液压锁的出油口连通，左液压锁的X口通过开关阀与控制油口Y连通，左液压锁的Y口与卸油口T1连通，所述加载缸的出油腔与右液压锁的进油口
连通，右液压锁的X口通过开关阀与控制油口Y连通，右液压锁的Y口与卸油口T1连通。
[0014]所述舵板远离加载缸的一端与加载油缸的伸缩端连接，加载油缸的另一端安装于油缸固定底座上。
[0015]一种舵机负载模拟器力闭环控制系统的使用方法，所述方法包括以下步骤：
[0016]步骤一、在上位机上预设航速；
[0017]步骤二、控制器采集舵板的舵角信息和航速信息，并传输至上位机计算出相应的加载曲线，得到目标加载力；
[0018]步骤三、控制器采集拉压力传感器的信号并反馈给控制器，上位机将控制器采集的拉压力传感器信号与目标加载力进行比较，得到误差值；
[0019]步骤四、误差值经过控制器通过PID控制算法解算后输出为伺服阀的电流驱动信号，驱动伺服阀阀芯运动；
[0020]步骤五、伺服阀阀芯运动控制加载缸的轴向输出力，形成闭环控制回路，从而实现加载缸轴向输出力的跟踪闭环控制。
[0021]舵角信息包括舵板转动的角度，舵板转动的角度计算公式如下：
[0022][0023]其中：V为航速，α为舵角。
[0024]所述将控制器13采集的拉压力传感器9信号与目标加载力进行比较，得到误差值是指，采集的拉压力传感器9信号为实际加载力，将实际加载力与目标加载力比较得到差值，此差值为误差值。
[0025]所述控制器还采集左压力传感器、右压力传感器、油缸载荷信息以及位移信息，并反馈给上位机进行系统检测。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027]1、本专利技术一种舵机负载模拟器力闭环控制系统及其使用方法中，加载缸的进油腔与伺服阀的A口相连通，伺服阀的P口与压力油口P相连通，所述加载缸的出油腔与伺服阀的B口相连通，伺服阀的T口与卸油口T相连通，加载缸的两端分别与位移传感器、拉压力传感器连接，拉压力传感器远离加载缸的一端与舵板连接，加载缸跟随舵板往复运动，同时加载缸根据加载曲线对舵板施加载荷作用，可以模拟舵板转动过程中的水动力载荷，控制精度高，检测精确度较高。因此，本设计精确度较高，检测以及操控方便。
[0028]2、本专利技术一种舵机负载模拟器力闭环控制系统及其使用方法中，加载缸的进油腔与左溢流阀的出油口连通，左溢流阀的进油口与压力油口P相连通，所述加载缸的出油腔与右溢流阀的进油口连通，左溢流阀的出油口与卸油口T相连通，在加载过程中加载缸两腔压力超过设定的安全溢流压力，则液压油从溢流阀直接流至T口，使液压油降至安全压力以下，保证了舵机负载模拟器加载时安全可靠。因此，本设计使用安全，便捷度高。
[0029]3、本专利技术一种舵机负载模拟器力闭环控制系统及其使用方法中，将目标加载力与拉压力传感器采集的实际信号进行比较，其误差值经过控制器PID控制算法解算后输出伺服阀的电流驱动信号，驱动伺服阀阀芯运动，从而控制加载缸的轴向输出力，形成闭环控制回路，实现加载缸轴向输出力的跟踪闭环控制。因此，本设计控制精准，检测方便。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的结构示意图。
[0031]图2是本专利技术中舵板的结构示意图。
[0032]图3是本专利技术的中控制器电路图。
[0033]图4是本专利技术中舵板的运动状态示意图。
[0034]图5是本专利技术的流程图。
[0035]图中：伺服阀1、左溢流阀21、右溢流阀22、左压力传感器31、右压力传感器32、开关阀4、左液压锁51、右液压锁52、旁通阀6、加载缸7、进油腔71、出油腔72、一活塞杆73、二活塞杆74、位移传感器8、拉压力传感器9、舵板10、加载油缸11、油缸固定底座12、控制器13、上位机14。
具体实施方式
[0036]以下结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0037]参见图1至图5，一种舵机负载模拟器力闭环控制系统，所述舵机负载模拟器力闭环控制系统包括伺服阀1、旁通阀6、加载缸7与舵板10；
[0038]所述加载缸7的进油腔71与伺服阀1的A口相连通，伺服阀1的P口与压力油口P相连通，所述加载缸7的出油腔72与伺服阀1的B口相连通，伺服阀1的T口与卸油口T相连通，加载缸7的两端分别与位移传感器8、拉压力传感器9连接，拉压力传感器9远离加载缸7的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种舵机负载模拟器力闭环控制系统，其特征在于:所述舵机负载模拟器力闭环控制系统包括伺服阀(1)、旁通阀(6)、加载缸(7)与舵板(10)；所述加载缸(7)的进油腔(71)与伺服阀(1)的A口相连通，伺服阀(1)的P口与压力油口P相连通，所述加载缸(7)的出油腔(72)与伺服阀(1)的B口相连通，伺服阀(1)的T口与卸油口T相连通，加载缸(7)的两端分别与位移传感器(8)、拉压力传感器(9)连接，拉压力传感器(9)远离加载缸(7)的一端与舵板(10)连接；所述旁通阀(6)的进油口与一油路A1连通，旁通阀(6)的出油口二油路B1连通；伺服阀(1)的输入端与控制器(13)的输出端电连接，控制器(13)的输入端与上位机(14)的输出端电连接。2.根据权利要求1所述的一种舵机负载模拟器力闭环控制系统，其特征在于：所述加载缸(7)的进油腔(71)与左溢流阀(21)的出油口连通，左溢流阀(21)的进油口与压力油口P相连通，所述加载缸(7)的出油腔(72)与右溢流阀(22)的进油口连通，左溢流阀(21)的出油口与卸油口T相连通。3.根据权利要求1或2所述的一种舵机负载模拟器力闭环控制系统，其特征在于：所述左溢流阀(21)的上安装有左压力传感器(31)，右溢流阀(22)上安装有右压力传感器(32)。4.根据权利要求1所述的一种舵机负载模拟器力闭环控制系统，其特征在于：所述加载缸(7)包括一活塞杆(73)与二活塞杆(74)，二活塞杆(74)的一端与位移传感器(8)连接，一活塞杆(73)的一端与拉压力传感器(9)的一端连接，拉压力传感器(9)的另一端与舵板(10)连接。5.根据权利要求1所述的一种舵机负载模拟器力闭环控制系统，其特征在于：所述加载缸(7)的进油腔(71)与左液压锁(51)的出油口连通，左液压锁(51)的X口通过开关阀(4)与控制油口Y连通，左液压锁(51)的Y口与卸油口T1连通，所述加载缸(7)的出油腔(72)与右液压...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金秋，刘利明，江志钢，肖开明，
申请(专利权)人：武汉船用机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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