【摘要】：液壓泵、馬達是液壓傳動系統(tǒng)中的核心元件,其可靠性和綜合性能是保證液壓傳動系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運行的關鍵因素,因此研發(fā)時對其可靠性和綜合性能進行測試至關重要。但目前投入使用中的液壓泵、馬達試驗臺,一般只針對綜合性能進行測試,并且存在測試精度差、能耗大、測試效率低等問題。因此,研發(fā)精度高、能耗低且效率高的液壓泵、馬達測試系統(tǒng)具有重大實際意義。采用液壓計算機輔助測試(CAT)技術,研發(fā)了一套液壓泵、馬達可靠性和性能測試的綜合測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以工控機為核心,通過ACS880變頻器和PLC分別控制動力單元和安全輔助單元,采用NI板卡實現(xiàn)信號采集與控制,并基于LabVIEW開發(fā)上位機軟件,具有手動和自動兩種測試方式,并且可實現(xiàn)多工位同時測試,測試效率和精度均較高。首先,根據研發(fā)定位及測試精度、效率方面的要求,進行了試驗臺需求分析,確定了主要技術指標;并設計了總體方案,主要包括液壓測試回路、測控系統(tǒng)和試驗臺整體布局的方案。其次,論述了測控系統(tǒng)硬件平臺的構建過程,主要闡述了動力控制單元和數(shù)據采集與控制單元的測控電路設計、硬件選型及控制柜內部布局。然后,開發(fā)了測控系統(tǒng)上、下位機軟件,并基于OPC協(xié)議實現(xiàn)了上、下位機通訊。整個測控軟件采用模塊化思想進行開發(fā),基于LabVIEW開發(fā)上位機軟件,在STEP7中編寫下位機程序。重點闡述了主要功能模塊的界面設計及程序編寫,并對信號濾波方法進行了研究,然后介紹了PLC程序編輯。除此,對動力控制單元進行了仿真和實驗研究,確定采用模糊PI直接轉矩控制方式控制主驅動。文中對傳統(tǒng)PI和模糊PI速度控制進行了對比分析,建立了其數(shù)學模型和仿真模型,分析仿真結果可以得出:模糊PI直接轉矩控制的性能優(yōu)于傳統(tǒng)直接轉矩控制。然后通過實驗驗證了此結論的正確性。最后,分別采用手動、自動測試模式進行了試驗臺測控系統(tǒng)調試,詳細分析了負載敏感泵變量特性試驗和液壓泵、馬達沖擊試驗,檢驗了該測控系統(tǒng)綜合性能。
【圖文】：

第 2 章 試驗臺總體方案設計括一個主控柜和兩個變頻柜，對主驅動和輔助驅動進行控制。弱電操控柜是試驗臺控制的核心，進行數(shù)據采集、狀態(tài)監(jiān)測和控制指令的發(fā)送。試驗臺整體結構如圖 2-8 所示，主體部分采用箱體式結構，箱體內部為液壓泵站和驅動模塊安裝區(qū)，外部為液壓測試元件安裝區(qū)和回路連接區(qū)，既保證了安全，又方便實驗人員操作。強電柜和弱電操控柜均采用立式安裝形式，既便于電氣元件安裝，又符合人機工程學。

a) 輔助控制柜 b) 變頻柜 1 c) 變頻柜 2圖 3-3 動力控制柜內部布局圖3.3 數(shù)據采集與控制單元設計數(shù)據采集與控制單元是測控系統(tǒng)弱電部分的核心，主要通過工控機、PLC、數(shù)據采集卡和傳感器等，，實現(xiàn)對試驗臺測試區(qū)和安全防護區(qū)的信號的采集及控制。下面主要從硬件電路設計、硬件選型和控制柜內部布局三個部分介紹數(shù)據采集與控制單元的設計。3.3.1 硬件電路設計(1) 數(shù)據采集電路設計對于不同的信號，有不同的測量原理，同時也需要采用不同的接線方式。壓力、溫度傳感器輸出信號為 4~20mA，經隔離放大器轉為 0~10V，需要 AI 通道測量；流
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH137.51

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本文編號：2703947