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（全套设计打包）二次调节扭矩伺服加载实验台设计（喜欢就下吧）

分组成。恒压油源为整个模拟加载单元提供恒定压力，同各种液压元件及管路起构成恒压网络。关键词的加载系统，同传统的液压加载系统相比，可回收储存重新利用能量，系统效率高多个二次元件联合工作，且其驱动加载功能可互换数字控制灵活可靠，系统动态性能好。同电气加载系统相比，功率密度大重量轻安装空间和安装功率较小闭环控制动态响应快，回收能量不改变形式而直接回馈给加载系统，对电网的冲击较小。绪论.国内外二次调节技术研究发展概况二次调节技术是世纪年代末年代初开始发展起来的种新型静液传动技术，近年来越来越受到人们的重视，它在诸如大型加载试验台车辆传动造船工业钢铁工业等许多领域获得了广泛的应用，并表现出许多独特的优点。由于这项技术的成功利用，使得液压技术向前推进了大步。二次调节技术起源于德国，从事这项技术的研究也主要限于德国。目前国外从事这方面研究的单位主要有德国汉堡国防工业大学静液传动和控制实验室亚琛工业大学流体传动与控制研究所和博士力士乐有限公司。国外该研究方向的代表人物主要有德国汉堡国防工业大学的教授亚琛工业大学的.教授以及力士乐公司的.先生等。年，教授首先提出二次调节静液传动的概念。年，.教授和.先生开始利用单出杆变量油缸的二次元件进行液压直接转速控制的二次调节系统的研究。年，教授采用双出杆变量油缸的二次元件进行液压直接转速控制的二次调节系统的研究。在这种液压直接转速控制的二次调节系统中，用测速泵来作为二次元件输出转速的检测和反馈元件。由于测速泵的最小感知转速较高，当所要求的转速低于最小感知转速时，不能真实地检测转速值。因此，这种系统的调速范围比较小，最低工作转速也比较高。年开始研究液压先导控制二次调节系统，其中有机液位移反馈调速和机液力反馈调速两种调速形式。从年开始研究电液转速控制的二次调节系统和电液转角控制的二次调节系统。在电液控制系统中，用测速电机作为二次元件输出转速的检测和反馈元件，它的最小感知转速低，系统的调速范围大，消耗的能量少，系统的效率高。此后又有系列关于对二次调节系统的研究，其中有对单反馈和双反馈电液转速控制二次调节系统的研究等。年，.为提高系统的控制性能，提出了数字模拟混合转角控制系统，将经过电液力反馈转速控制的二次元件作为被控对象，用数字控制方法，实现位置转角转速转矩和功率控制。年，.和.又研究了转速和转矩控制的二次调节问题，其中包括对这种系统中两个参数的解耦问题的研究。年，.先生研究了具有高动态特性的电液转矩控制二次调节系统，并在四轮驱动车上进行了实物试验。年，德国力士乐公司为德累斯顿工业大学内燃机和汽车研究所研制了大功率用于旋转试件并接近于实际运行条件的二次调节反馈控制试验台。从此，这技术开始逐渐应用到生产实际中，并不断地扩大应用范围。目前在德国，这项技术已进入实用阶段，在许多与液压相关的领域获得了成功利用。以力士乐公司为代表，在二次调节技术方面，具有多项专利技术，用于二次调节的二次元件和控制器等也有多种系列产品。在国内，从事二次调节技术的研究起步较晚，直到世纪年代末才开始这方面的研究。年，哈尔滨工业大学的谢卓伟博士首先对二次调节系统的原理及其机液，电液调速特性进行了理论分析，并于年在哈尔滨工业大学机械工程系液压传动与气动实验室内的试验台上，用单片机组成闭环控制系统进行试验研究，提出了用变结构控制算法来控制二次元件的转速，并取得了定的成果。年，蒋晓夏博士对二次元件的模型进行了定的简化，同时研究了用微机控制的二次调节系统，并引入了仅需要输入输出信号的二次调节全数字自适应控制系统。浙江大学的金力民等根据二次调节系统的数学模型，研究了低速滞环问题，并采用非线性补偿算法来克服低速滞环。中国农机研究所的闫雨良等也进行过二次元件调速特性的试验研究，并且应用到遥控装载机行走液压传动系统中。同济大学范基等进行了二次调节系统的节能液压实验系统研究。年哈尔滨工业大学姜继海等人采用智能神经网络和模糊控制等方法，分别对转速控制和转角控制的二次调节进行了研究。年，哈尔滨工业大学的田联房博士在国内首次将二次调节系统用于扭矩伺服加载技术中，并建立了二次调节加载试验台。同时，还进行了转速控制和转矩控制以及它们之间解耦技术方面的研究，并将模糊控制和神经网络控制引入二次调节系统中，形成了神经模糊控制方案。国内贵阳航空液压件厂引进了德国力士乐公司的二次调节液压元件制造技术。北京理工大学液压实验室引进安装了德国力士乐公司生产的二次调节扭矩加载实验台。通过对引进的二次调节技术和设备的消化和吸收，取得了些阶段性成果。年，哈尔滨工业大学电液伺服仿真及试验系统研究所研制的“特种车辆轮桥加载试验台”，应用德国的二次元件，采用计算机控制技术，能够实现转速转矩及恒功率控制，系统技术含量高，可满足车辆不同路况的模拟加载要求，是国内首例应用二次调节技术的成型产品。.车辆轮桥加载系统概述车辆在行驶过程中，随着路面载荷车速等因素的变化，轮桥扭矩与转速也是变化的。因此，试验加载系统应具备扭矩转速可变化的条件，且其扭矩转速的变化应是可单独调节的。根据加载功率流的循环情况，车辆轮桥试验加载系统主要分为开放式和封闭式两大类。开放式加载系统开放式加载系统原理如图所示。驱动单元由电动机或内燃机液压马达等调速器及附属装置组成，它负责向系统提供动力功率，驱动转速的调节由电机调速来实现试验单元主要由被测装置变速器转矩转速测量装置以及其它些测量装置组成负载模拟单元主要由测功机或液压加载器磁粉制动器等及附属装置组成，加载转矩由测功机或液压加载器磁粉制动器调定。图开放式加载系统原理示意图.开放式加载系统的工作原理及工作过程比较简单，整套设备的技术含量低，制造成本相对较低，但它的致命弱点是需要大功率动力，能量无法回收利用，效率低，因此其试验成本相对于后面所述的封闭式加载系统来说较高。封闭式加载系统封闭式加载系统又分为电力封闭式机械封闭式和液压封闭式几种。电力封闭式加载系统这种加载系统的原理如图所示,。驱动单元由交流或直流电动机调速器及附属装置组成，驱动转速的调节由电机调速来实现试验单元与开放式相同负载模拟单元由交流或直流发电机及附属装置组成，负载转矩由发电机形成。负载发电机产生的电能通过电网加以回收并反馈给驱动电机，形成封闭的功率流，从而降低试验能耗，系统效率高。但由于功率回收技术是项专业性非常强的技术，整套装置的成本非常高，又由于回收过程的回收效率的影响以及其驱动仍然需要较大的动力，所以很难达到比较理想的状况。另外，在系统动载变化较大时，可能对电网造成较大的冲击。图电力封闭式加载系统原理示意图.机械封闭式加载系统这种加载系统的原理如图所示。它将原来单纯由电机提供功率转矩转速，分解为由两套装置分别向系统提供转矩和转速，由转速提供装置电动机向系统提供所需要的转速，同时由转矩施加装置液压加载器向系统提供试验所需要的转矩。在这个过程中，转矩被封闭在个由两个变速传动装置两个转矩转速测量装置个转矩施加装置被试件和陪试件所组成的封闭机械系统中，它不再对转速提供装置电动机产生影响，电动机所提供的动力，仅仅是用来平衡系统运动过程中产生的机械损耗，从而降低了电动机的功率消耗。这种加载系统的转速通过电机调速进行调节，转矩通过调节液压加载器油源系统溢流阀的开启压力来设定，不易实现自动控制。因此，这种加载系统不适用于动态模拟加载试验。图机械封闭式加载系统原理示意图.液压封闭式加载系统这种加载系统的原理如图所示。驱动单元由油源液压马达及相关液压元件组成，它负责向系统提供动力功率，通过对液压马达流量和斜盘摆角的调节，来满足对不同驱动转速的要求试验单元与前述系统相同负载模拟单元由液压泵及相关液压元件等组成，通过控制液压泵的斜盘摆角，可模拟各种工况下的负载转矩。负载模拟单元产生的液压能通过液压网络加以回收，并直接反馈给驱动单元，形成封闭的功率流，从而降低试验能耗，系统效率高。系统加载过程中所形成的动载影响，基本被限制在液压系统内部，对电网的冲击很小。图液压封闭式加载系统原理示意图.如果将图中的液压马达和液压泵换成二次元件，就构成了二次调节加载系统。由于二次调节加载系统可充分利用计算机控制的优越性，使加载参数转矩和转速的调节非常灵活方便，所以系统的静动态性能好，可对各种复杂工况进行模拟。因此，将这种二次调节式加载系统用于车辆轮桥模拟加载试验，是十分理想的。.二次调节加载系统原理与特点原理二次调节加载系统原理如图所示。可逆式泵马达元件或与电液伺服阀或变量液压缸或位移传感器或等组合在起，统称为二次元件。电动机恒压变量泵蓄能器安全阀及相应的管路等元件构成恒压网络，为整个加载系统提供稳定的恒压动力源。元件和以压力耦联方式并联于恒压网络上，两元件机械端口之间通过转速转矩传感器以及加载对象刚性地连接在起。元件为马达工况，为加载系统提供所需的驱动转速，它同电液伺服阀变量液压缸位移传感器转速传感器和控制器构成转速控制系统。元件为泵工况，实现对加载对象的加载，它同电液伺服阀变量液压缸位移传感器转矩传感器和控制器构成转矩控制系统。电动机恒压变量泵蓄能器安全阀油箱,位移传感器,变量液压缸,电液伺服阀,可逆式泵马达元件转速传感器,控制器加载对象转矩传感器图二次调节加载系统原理.在该加载系统中，转速控制系统和转矩控制系统为典型的电液伺服系统，二者相互独立，可分别进行调节，以满足加载系统对转速和转矩的不同要求。系统工作时，由控制器和分别向电液伺服阀和发出电信号，通过阀控缸机构前置级排量控制改变元件和的斜盘摆角，从而使其排量发生变化，以适应外负载转速和转矩的变化。另外，当系统进行工作时，元件马达由恒压网络获取液压能，并将其转换成机械能来驱动加载对象和元件泵，实现加载，元件泵将机械能转换成液压能后又直接回馈给恒压网络，重新用来驱动元件马达，在元件马达和元件泵之间形成闭式循环。这样，恒压油源所提供的液压能只是用来补偿系统的容积损失和机械损失，而驱动元件马达所需的大部分能量都来自元件泵。此外，在该加载系统中，没有节流元件，因而避免了节流损失。由此可见，该加载系统在工作中不仅减少系统发热，而且还可以达到节能目的。特点同传统的加载系统相比，二次调节加载系统有如下些特点多个二次元件可联合工作于个恒压网络上，每二次元件可单独进行调节，且既能工作于泵工况，又能工作于马达工况，因此可方便地实现驱动和加载功能的互换。通过对二次元件斜盘摆角的自动调节，可灵活方便地实现转角转速转矩和功率的计算机数字控制，系统静动态性能好。可实现能量回收储存和重新利用，系统效率高。功率密度大重量轻安装空间和设置功率较小。系统开环速度刚度近似为零，转速控制系统易受负载干扰的影响。低速稳定性较差，使运行最低转速和控制精度受到定限制。总体的结构设计.试验台各部分组成及其功用轮桥加载试验台如图所示，由恒压油源及管路系统模拟加载系统控制系统机械台架四部分组成。恒压油源为整个模拟加载单元提供恒定压力，同各种液压元件及管路起构成恒压网络。恒压油源主要由两台的型轴向柱塞式恒压变量泵和台双联叶片式定量泵组成，柱塞泵为系统提供恒定的高压油源，叶片泵为二次元件及主泵提供背压，并通过给系统补充冷油的方式来实现系统的冷却。当然，油源部分还包括高低压溢流阀卸荷阀蓄能器油液过滤器及风冷却器等。模拟加载系统实现对试验对象车辆轮桥的驱动和加载的模拟，它包括驱动单元二次输出加载单元左右轮边加载单元。驱动单元主要由两个公司的型轴向柱塞元件串联而成的双联二次元件两个弹性联轴器转矩转速传感器和四档驱动变速器组成，该单元用来模拟车辆发动机驱动。二次输出加载单元主要由双联二次元件两个弹性联轴器转矩转速传感器和三档二次输出变速器组成，该单元用来模拟车辆传动桥二次输出端