电液激振器振动波形控制装置制造方法及图纸

一种电液激振器振动波形控制装置，包括油源、高频激振阀、并联伺服阀、液压执行机构和加载对象；并联伺服阀包括用零偏伺服电机，高频激振阀为２Ｄ电液高频激振阀，２Ｄ电液高频激振阀包括轴向伺服电机；还包括位置检测装置、数据采集控制器、电液伺服控制器和工控机，电液伺服控制器连接所述零偏伺服电机和轴向伺服电机；工控机包括：控制执行模块，用以将设定的激振波形信号分解为零偏控制信号和幅值控制信号，并将控制信号输出到电液伺服控制器；反馈比较模块，用以将零偏反馈信号和幅值反馈信号分别与零偏控制信号和幅值控制信号比较，并将比较后的差值信号发送给电液伺服控制器。本实用新型专利技术采用闭环控制、输出波形失真度较小、控制精度高。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电液激振器输出波形控制装置。
技术介绍
振动试验作为现代工业的一项基础试验和产品研发的重要手段，广泛应用于许多 重要的工程领域，如汽车和行走机械的道路模拟试验；工程材料、水坝及高层建筑的抗震疲 劳试验等。 激振的方式主要有机械式、电磁式和电液式三种类型，机械式振动台特点是结构 简单、成本低；但由于机械结构所限，存在上限频率较低、波形失真较大及有机械杂波等缺 点。电动式振动台具有波形失真度较小、工作频率范围大等优点；但是，电动式振动台由于 受到固有磁饱和的限制，不易获得大激振力，此外，设备结构复杂、振动位移有限和需要辅 助冷却装置。 电液激振与前二者相比具有激振功率大、推力大、能实现多点激振的优点，主要应 用于重载、大功率的场合。现有的电液式激振的工作原理是通过对喷嘴挡板伺服阀或比例 伺服阀输入激振信号控制液压执行元件(油缸或马达)作往复直线或扭转运动，进而使施 振对象起振。受伺服阀工作结构的限制，按这种原理工作的电液激振器一般应用开环控制 技术，其输出波形的零偏(输出波形载荷的平均值)、相位和幅值随激振频率变化而变化， 不能对零偏、相位和幅值等参数进行精确的控制，输出波形的失真度较大，精度较低。
技术实现思路
为了克服已有激振器输出波形控制装置的输出波形失真度较大、精度较低的不 足，本技术提供一种采用闭环控制、输出波形失真度较小、控制精度高的电液激振器振 动波形控制装置。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是 —种电液激振器振动波形控制装置，包括油源、高频激振阀、并联伺服阀、液压执 行机构和加载对象；所述油源与高频激振阀、并联伺服阀连通，所述高频激振阀、并联伺服 阀均与所述液压执行机构连接，所述液压执行机构与所述加载对象连接，所述并联伺服阀 包括用以控制凸轮机构推动并联伺服阀阀芯滑动的零偏伺服电机，所述高频激振阀为2D 电液高频激振阀，所述2D电液高频激振阀包括用以控制激振阀阀芯轴向滑动的轴向伺服 电机；所述闭环控制装置还包括，用以检测电液激振的输出波形的位置检测装置、用以采集 输出波形数据的数据采集控制器、用以控制各个伺服电机的电液伺服控制器和用以实现反 馈控制的工控机，所述位置检测装置安装在所述液压执行机构上，所述位置检测装置与数 据采集控制器连接，所述数据采集控制器与所述工控机连接，所述工控机与所述电液伺服 控制器连接，所述电液伺服控制器连接所述零偏伺服电机和轴向伺服电机；所述工控机包 括控制执行模块，用以将设定的激振波形信号分解为零偏控制信号和幅值控制信号，并将 控制信号输出到电液伺服控制器。 作为优选的一种方案所述工控机还包括反馈比较模块，用以将位置检测装置 检测的位移波形信号分解后的零偏反馈信号和幅值反馈信号分别与零偏控制信号和幅值 控制信号比较，并将比较后的差值信号发送给电液伺服控制器。 作为优选的再一种方案所述2D电液高频激振阀还包括用以控制激振阀阀芯旋 转的旋转伺服电机，所述旋转伺服电机连接所述电液伺服控制器；在所述控制执行模块中， 将设定的激振波形信号还分解为相位控制信号；在所述反馈比较模块中，还将位置检测装 置检测的位移波形信号分解后的相位反馈信号与相位控制信号比较，并将比较后的差值信 号发送给电液伺服控制器。 进一步，所述的液压执行结构为液压激振缸或液压马达。 再进一步，所述的位置检测装置为位移传感器或是角度传感器，安装在液压执行 结构的活塞杆上。 更进一步，所述的并联伺服阀为直动式三位四通换向阀或螺旋伺服式三位四通换 向阀。 所述的2D电液高频激振阀由一伺服电机凸轮机构控制阀芯的轴向滑动，进而控 制电液激振缸输出波形的幅值；由另一伺服电机控制阀芯的旋转运动，进而控制电液激振 缸输出波形的激振频率和相位。 本技术的技术构思为基于2D电液高频激振阀的电液激振器的分解控制技 术，对电液激振器输出波形的零偏、相位和幅值进行精确的闭环控制，动态补偿因激振频率 变化引起的输出波形的零偏、相位和幅值变化，对零偏、相位和幅值实现精确的闭环控制。 将某一激振频率下的理想激振波形分解为零偏信号、相位信号和幅值信号，由工 控机将分解信号输入到电液伺服控制器，由电液伺服控制器发送信号驱动2D电液高频激 振阀阀芯的旋转运动和轴向滑动、以及并联伺服阀阀芯的轴向滑动，由2D电液高频激振阀 和并联伺服阀控制液压执行机构活塞作来回往复运动，进而使加载对象起振；由位置检测 装置检测液压执行机构的活塞位移输出波形，由数据采集控制器采集位置检测装置检测到 的位移信号，并将其进行分解为零偏反馈信号、相位反馈信号和幅值反馈信号，将反馈信号 与相应的控制信号进行比较，将比较后的信号发送给电液伺服控制器，再有伺服控制器控 制2D电液高频激振阀和并联伺服阀的阀口开度大小，控制进入液压执行机构的油液的方 向和大小，进而控制活塞输出波形的零偏、相位和幅值大小。工控机还可以将理想激振波形 和活塞实际输出位移波形进行显示。 本技术的有益效果在于1、实现了电液激振的自动化控制，而且可以对激振 波形的零偏、相位和幅值进行闭环控制，控制精度高；2、可以通过具有人机交互界面的控 制终端对激振波形的零偏、相位、和幅值等参数进行设定，根据需要实施生成需要的激振波 形；3、在工控机上将理想激振波形和实际激振波形进行实时显示，可以对实际激振波形进行数据分析处理，将零偏、相位和幅值等参数的误差进行实时显示。附图说明图1是实施例1的基本结构图。 图2是实施例2的基本结构图。 图3是控制器的原理框图。 图4是位移传感器测得位移波形转化后的载荷波形示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步描述。 实施例1 参照图1、图3、图4， 一种电液激振器振动波形控制装置，包括油源9、高频激振阀、 并联伺服阀11、液压执行机构4和加载对象3 ;所述油源9与高频激振阀、并联伺服阀11连 通，所述高频激振阀、并联伺服阀11均与所述液压执行机构4连接，所述液压执行机构4与 所述加载对象3连接，所述并联伺服阀11包括用以控制凸轮机构推动并联伺服阀阀芯滑动 的零偏伺服电机12，所述高频激振阀为2D电液高频激振阀7，所述2D电液高频激振阀7包 括用以控制激振阀阀芯轴向滑动的轴向伺服电机10 ;所述闭环控制装置还包括，用以检测 电液激振的输出波形的位置检测装置6、用以采集输出波形数据的数据采集控制器5、用以 控制各个伺服电机的电液伺服控制器2和用以实现反馈控制的工控机l，所述位置检测装 置6安装在所述液压执行机构4上，所述位置检测装置6与数据采集控制器5连接，所述数 据采集控制器5与所述工控机1连接，所述工控机1与所述电液伺服控制器2连接，所述电 液伺服控制器2连接所述零偏伺服电机12和轴向伺服电机10 ;所述工控机1包括控制执 行模块，用以将设定的激振波形信号分解为零偏控制信号和幅值控制信号，并将控制信号 输出到电液伺服控制器。 所述工控机还包括反馈比较模块，用以将位置检测装置检测的位移波形信号分 解后的零偏反馈信号和幅值反馈信号分别与零偏控制信号和幅值控制信号比较，并将比较 后的差值信号发送给电液伺服控制器。 所述的液压执行结构4为液压激振缸或液压马达。所述的位置检测装置6为位移 传感器或是角度传感器，安装在液压执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电液激振器振动波形控制装置，包括油源、高频激振阀、并联伺服阀、液压执行机构和加载对象；所述油源与高频激振阀、并联伺服阀连通，所述高频激振阀、并联伺服阀均与所述液压执行机构连接，所述液压执行机构与所述加载对象连接，所述并联伺服阀包括用以控制凸轮机构推动并联伺服阀阀芯滑动的零偏伺服电机，其特征在于：所述高频激振阀为２Ｄ电液高频激振阀，所述２Ｄ电液高频激振阀包括用以控制激振阀阀芯轴向滑动的轴向伺服电机；所述闭环控制装置还包括，用以检测电液激振的输出波形的位置检测装置、用以采集输出波形数据的数据采集控制器、用以控制各个伺服电机的电液伺服控制器和用以实现反馈控制的工控机，所述位置检测装置安装在所述液压执行机构上，所述位置检测装置与数据采集控制器连接，所述数据采集控制器与所述工控机连接，所述工控机与所述电液伺服控制器连接，所述电液伺服控制器连接所述零偏伺服电机和轴向伺服电机；所述工控机包括：控制执行模块，用以将激振波形信号分解为零偏控制信号和幅值控制信号，并将控制信号输出到电液伺服控制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮健，贾文昂，李胜，裴翔，俞浙青，朱发明，任燕，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]