比例方向阀性能测试系统设计

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2013年第 1期 现代制造工程(Modern Manufacturing Engineering)测试方案静态特性动态特性频率特性图5 测试方案流程上位机信号分析处理4.1 静态特性测试设置不同供油口P的压力和流量，被试阀在不同给定信号下的控制效果。以供油口 P压力为 50bar，流量为90L/min，稳态跟随的情况为例。上位机给定频率为0.25Hz、幅值为 -4-IOV的交变三角波信号，被试阀控制器接到信号使阀芯动作，以实现流量的调节及换向～阀自带的位移传感器反烙到数据采集卡上，然后进入 LabVIEW搭建的上位机测试系统中进行数据处理。得到被试 阀的稳态特性曲线如图 6所示 。

a)设定的交变三角波输入信号图6 稳态特性曲线4WRKE比例方向阀稳态特性曲线可直观地在 PC上显现，根据后台对应的数据，可以确定该阀的稳态性能指标：滞环、线性度、零偏、对称度和重复精度等。

同时可以间接验证该测试系统的性能，经数据处理求得滞环为2%，鉴于目前没有同类测试系统的相关标准，无法进行 比对评价。而与 Rexroth样本相关参数 比对，该阀样本显示滞环指标为 l%，综合测试环境及样本理想化等因素来看，该系统精度能够满足要求。

4.2 动态特性测试动态性能包括阶跃响应特性与频率响应特性。

现以输入阶跃响应为例进行测试说明，供油口P的压30力为 100bar，流量为 90L/rain。同样，上位机设定值，即输入信号先从0V变成 10V，再从 IOV变成 OV。采集被测的比例方向阀位置反馈信号，经系统后处理，得到阶跃响应曲线，如图7所示。频率响应的测试将在后期进-步验证。

》 出脚> 出脚o.5 o.6 o.7 o.8 o.9 1时问/saO～100%输入阶跃响应0.25 0.3 0.35 0.4时间/sb)100-0%输入阶跃响应图7 阶跃响应曲线通过输入阶跃响应，测试得到 比例方向阀的时域特性 ，由特性曲线可以求得：延迟时问 t 、上升时问t 、峰值时间t 、稳定时间t 和最大超调量 为了考察所搭建测试系统的响应情况 ，通过实测数据得出该阀响应时间为50～60ms，而 Rexroth样本数据的响应时间为 30ms。响应时间略微偏大，仍在同-量级，综合实际测试环境与理想测试环境的差异 ，认为该系统能够完成阀在时域上的特性测试 ，满足其测试精度。

5 结语本文完成了比例方向阀性能测试系统的软、硬件设计，并通过实际测试验证了该系统稳定、运行良好，能够高效、可靠地进行数据采集和处理，实时图形化显示实现了友好的人机交互～ 4WRKE测试部分性能指标与 Rexroth测试样本进行对比，结果略有偏差，考虑到比例方向阀的实际性能、测试环境和样本理想化等综合因素，认为该系统能够满足测试要求。

(下转第41页)-～l-～- 流负Il压二1 - l 1 - 1 >出口 >出赵淑娟，等：斜拉桥缆索检测机器人爬行机构中拉簧的设计 2013年第1期验，其试验样机如图7所示。

图7 缆索检测机器人试验样机试验在直径为lOOmm的缆索上进行 ，缆索初始倾斜角度为20。左右。安装时将缆索检测机器人的压紧螺杆预调，使滚轮直径大致与缆索直径相当，然后再安装到直径为 (blOOmm的缆索上，以保证滚轮和缆索表面紧密贴合，保证缆索检测机器人在缆索表面具有-定的夹持能力。

试验结果表明，机器人在自由状态下，因为受上、下推杆拉簧的作用，能够安全、可靠地停留在缆索表面。

在驱动电动机的驱动力作用下，机器人可以沿着缆索表面以6m/s左右的速度上下正常爬行，运动平稳。

3 结语缆索检测机器人在工作于不同直径的缆索过程中，都要通过拉簧使检测机器人在缆索表面上产生足够的夹持力 ，确保机器人能够高效、安全地完成检测任务。本文所设计的机器人爬行机构的上、下推杆拉簧，完全能够为机器人提供可靠的夹持性能。本文的研究为机器人整体性能的优化奠定了基矗