液压泵的计算机辅助测试系统设计.pdf

口科研设计成果口 图4和图5分别是实测的 0 ． 5 V和 一 0 ． 5 V时位置开环控 制系统的阶跃响应曲线， 采样周期为 0 ． 2 ms 。 图中横坐标为时 间， 单位为 m s ， 纵坐标为对应输出响应的计数值， 单位为 ／x m。 0 ． 5 V时， 输出响应的稳态值为 1 9 3 8 1x m； 一 0 ． 5 V时， 输出响 应的稳态值为 一2 0 0 0 1x m。 图4 实测的 0 ． 5 V的 图 5 实测的 一0 ． 5 V的 阶跃响应 曲线 阶跃 响应 曲线 图6 和图7 分别是实测的0 ． 5 V和 一0 ． 5 V的阶跃响应曲 线和仿真的阶跃响应 曲线的对 比图。 在 图中， 实线 1 为实测 的 阶跃响应 曲线 ， 虚线 2为仿真的阶跃 响应 曲线。 图 6仿真 的与测量的 阶跃响应结果比较 图7 仿真的与测量的 阶跃响应结果比较 5 结束 语 根据氧枪直线电机的 [作特点， 提出了基于 D S P的氧枪 直线电机控制系统实现方法。 给出了A O D炉氧枪直线电机伺 服控制系统的动态结构 图， 建立了位置开环控制系统的动态 数学模型。 通过实验和仿真结果对比， 验证了所建立开环控制 系统动态数学模 型的正确性 。 口 参考文献 [ 1 ]韩安太， 刘峙飞， 黄海． D S P控制器原理及其在运动控制系统 中的应用 [ M] ． 北京 清华大学出版社 ， 2 0 0 3 ． f 2 ]黄英 哲， 董胜源． T M S 3 2 0 C 2 4 0原理与 c语言控制应用 实习 [ M] ． 北京 中国水利水电出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 3 ]陈伯时． 电力拖动 13动控制 系统 [ M] ． 北京 机械工业 出版 社 ， 2 0 0 1 ． [ 4]P WM S C F V O a mp l i fi e r ． K X A S E R I E S U s e r ’ s ma n u a l ， 2 0 0 3 ． [ 5]Z h o u g h o n g We i ． C o n t r o l d e s i g n f o r t r a c k in g p e rf o r m a n c e i n l n a - c h i n e s e r v o s y s t e ms ． [ P h D D i s s e r t a t i o n ] ， U S A， U n i v e r s i ty o f T u l s a， 2 0 0 1 ． [ 6 ]徐邦荃 ， 李 浚源 ， 詹 琼华． 直 流 调速 系 统与 交 流调 速 系统 [ M] ． 武汉 华 巾理 L 大学j B 版社 ， 2 0 0 0 ． [ 7 ]秦继荣 ， 沈安俊． 现代直流伺服控制技术及其系统设计 [ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． 作者简介 郝睿 1 9 8 3 一 。 硕 士研究生 ． 研究方向 电力电子与电力传 动； 尤文 1 9 6 1 - ， 男， 教授， 博士。 长舂工业大学电气与电子工程学院院长。 主要从事冶金自动化方面的研究。 收稿 日期 2 0 0 9 1 0 - 3 0 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 1 0 4 1 ． 2 0 1 0 ． 0 2 ． 0 1 8 液压泵的计算机辅助测试系统设计 崔玲玲 健雄职业技术学院 机电工程系，江苏 太仓 2 1 5 4 1 1 摘要 根据液压泵的试验标准和试验要求 ， 建立液压泵计算机辅助测试 CA T 系统。并对液压 系统原理、 测试 系统的硬件和软件设计 进行 详 细论述 ， 设计 出测试 系统界面。指 出将计算机技术与液压 系统结合 ， 有 效提高液压泵测试精度和效率。 关键词液压泵 ；计算机测试；C AT 中图分类号 T 1 t 1 3 7 文献标识码 A De s i g n s o f c o m pu t e r a i d e d t e s t i ng s y s t e m f o r h y d r a ul i c pu m p s CUI Li ng- l i ng D e p a r t me n t o f Me c h a n i c a l a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g Ch i e n- s h i u ng I n s t i t u t e o f Te c h n o l o g y，Ta i c a n g 2 1 5 4 1 1 ． C h i n a Ab s t r a c t Ac c or d i n g t o t h e t es t in g s t a n da r d a nd d e ma nd o f h y drau l i c p u mp s ，t h e c o mp u t e r a id e d t e s t i n g s y s t e r m C A T o f h y d rau l i c p u mp s i s u p bu il d e d． An d t h en t h e p r i n c i p le of t h e h y d ra u l ic s y s t er m ． t h e d e s i g n o f t h e h a r d wa r e an d s o f twar e o f t e s t i n g s y s t e r m ar e c o m p le t ely d is c u s s e d， t h e in t ed a c e o f t e s t in g s y s t e r m is de s ig n ed ． Poin t - i n g ou t t h a t c o m b ine d t h e c omp u t e r c h n olo gy wit h t h e h y d ra u l ic s y s t e r m ， t h e t e s t i n g p r e c i s io n a n d e ff i c ien c y o f h y dr a u l i c p u m p s a r e i mp r o v e d ． Ke y wo r dsh y d rau l ic p u mps； c o mp u t e r t es t in g； CAT 3 4 El C V o 1 ． 1 7 2 0 1 0 No ． 2 0 引言 液压泵试验台主要用于液压泵的性能测试， 用来测定液 压泵在试验过程中压力、 流量、 转矩、 转速等参数的量值及其变 化 、 液压泵的特性 曲线 、 过程变 化规律等 。早期液压泵试验 台 的测试系统大都由分立的模拟仪表组成 ， 在测试过程中， 试验 人员根据试验曲线和数据手工处理得到性能指标。显然这种 测试系统得到的结果带有严重的人为误差，试验速度慢，效 率低、 精度差。随着计算机技术的迅速发展，计算机辅助测试 C A T 技术在液压系统测试 中的应用越来越广泛。它具有 测 试精度高、 测试速度快、 性价比高和可靠性高等特点， 有着良好 的应 用前景。 1 液压泵试验台的构成 液压泵试验台的实验回路如图 1 所示。图中被试泵 3是 内啮合齿轮泵。系统的加载过程是由溢流阀实现的， 其中， 5 ． 1 先导型比例溢流阀， 5 ． 2先导型溢流阀， 能实现 自动和手动两 种加载。1 6换 向阀和 1 7插装 阀组合 ， 主要作用是快速卸载。 2 测试 系统硬 件设计 本测控系统采用可靠性高、 功能灵活、 性 价格比高的 插入式数据采集卡形式。液压 C A T的硬件系统主要完成数据 欢迎光临本刊网站 h t t p ／ ／ w w w． e i c ． c o m． c n 仪器仪表用户 采集的任务， 包括计算机主机、 传感器及信号调制装置、 输 入一输出接口、 计算机外设。试验控制系统结构框图 2所示。 被测试液压泵 的各 种 待测 物 理信 号 通 过传 感 器转 换 为 电信 号， 由数据采集卡的A ／ D通道转换成数字信号输送给计算机， 由计算机记录、 处理， 并由计算机记录保存液压泵工作状态的 实验 变化曲线 。 图 1 液压泵试验原理图 图 1中 ， 1 一 油箱 ， 2 ． 1 、 2 ． 2 - 压力表 ， 3 一 被试 泵 ， 4 、 5 - 转矩 、 转 速仪， 6 一 电动机， 7 一 单向阀， 8 ． 1 、 8 ． 2 一 温度计， 9 ． 1 、 9 ． 2 - 压力传 感器 ，1 0 、 1 1 、 1 2 高 压滤 油器 ，1 3 一 流量 计 ，1 4 一 截 止式 节 流阀 ， 1 5 ． 1 ， 1 5 ． 2 - 比例溢流 阀， 先导型溢流阀 ， 1 6 一 电磁换 向阀 ，1 7 一 插 装 阀。 2 ． 1 传感器 在测试过程中利用传感器将物理信号转换成相应的电信 号。传感器的选择除考虑传感器的结构、 精度等因素外 ， 还应 考虑其对高温、 油液粘度的适应性等因素。 2 ． 2 数据采集板卡 本试验采用了研华公司的 P C I 一 1 7 1 1 功能强大的低成本多 功能数据采集卡。 2 ． 3 计算机主机 现行的 C A T系统的主机以 P C机为主。计算机是整个测 试系统的主控机。通过友好 的人 机界 面 ， 负责控制 A ／D接 口 板完成被测量的模拟采集、 分析与处理等。 3 测试系统软件设计 软件系统没计是 C A T系统的关键部分， 它是在利用计算 机强大的图形环 境 、 数据采集 与处理 、 硬 件端 口的控制 等功能 的基础上， 在计算机的屏幕上建立图形化的控制面板。所 以 设计一个可视性强、 操作方便的虚拟控制面板是十分重要的。 系统软件框 图见图 3 。 3 ． 1 软件开发平台 计算机辅助测试软件采用中文 Wi n d o w s X P为操作平台， 采用 L a b v i e w 8 ． 2为编程环境， 操作简单方便 ， 可实现测试数据 的计算机自动处理， 最后打印出试验报表。L a b V I E W 是由美 国 N a t i o n a l I n s t r u m e n t s 简称 N I 提 出的一种 图形 化 虚拟仪 器 集成开发环境 。 液 压 泵 试 验 台 数 据 采 集 卡 计 算 机 图 2液压泵试验 台硬件结构图 图 3液压泵试验台系统软件框图 欢迎订阅 欢迎撰稿 欢迎发布产品广告信息 口科研设计成果口 3 ． 2 应用软件 使用 L a b V I E W 软件编程可以很好利用图形控件直接将输 入数据 以图形方式 显示 ， 并且 L a b V I E W 提供 了大量 的信号 处 理函数和高级信号分析工具 ， 可直接对输入信号进行分析和 处理 。另外 ， 研华公 司为其 数据 采集控 制卡 开发 了 L a b V I E W 驱动程序， 该驱动提供了一个调用 D L L驱动程序的接 口。在 L a b V I E W 中， 驱动函数以子 V I的形式给出， 通过对这些子 V I 的调用， 用户可以方便地访问底层寄存器， 直接对板卡进行 L ／ O操作。 4测试 的试验 项 目 本测试系统以齿轮泵为对象， 根据国家标准规定进行试 验测试， 测试精度要求是型式试验不得低于 B级测量准确度， 出厂试验不得低于 C级测 量准确度 。在试 验之前 ， 首先 要进 行气密性检查和跑 合试 验。具体进行 的试验有空载排量试验、 效率试验 、 超速试验 、 低速试验 、 冲击试验 、 超载试验等。 5 界 面 的设计 测试软件实现了人机交互功能， 界面友好， 操作简单。作 为一种图形程序设计语言，L a b V I E W 内部集成了大量的生成 图形界面的模板 ， 包含了组成一个仪器所需的主要部件。L a b V I E W 的最大特点就是 采用全图形化编程， 在计算机屏幕上 利用其 内含的功能库 和开发 工具库 产生一 软面板 ，用来 为测 试 系统提供输入值并接受其输 出值 。 用 L a b V I E W8 ． 2来开发的测试系统 ， 具有 图形 、 仪表 、 数据 同时显示 的功 能， 数据可能通过子 V I以 E x c e l 格 式输出 ， 便 于 作进一步分析 和处理 。整个系统开发的周期短 ， 实用性较好 。 6 结论 借助计算机对液压泵性能进行智能测控是当今液压技术 领域发展的趋势。实践证明， 液压 C A T系统打破 了传统的测 量方法 ， 将计算机测试 与液压技术 有效地结 合起来 ， 可 以实 现 对液压泵试验台的各个参数的测量和实时显示。这不仅能改 善测试系统 的可靠性 ， 同时也提 高了测试精度和速度 。口 参考文献 [ 1 ]潘伟 ， 王汉功 ， 张霞． 基于虚拟仪器技术 的液压泵试验 台 自动 测试系统设计 [ J ] ．机床 与液 ， 2 0 0 4， 1 0 2 3 0 -23 2 ． [ 2 ]孙洪亮 ， 裘丽华 ， 王占林． 基于虚拟仪器技术 的液压泵效率试 验系统[ J ] ． 自动化仪器 ， 2 0 0 5 ， 3 2 5 - 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