[发明专利]液压缸试验台负载模拟装置及其控制方法

权利要求书

1.一种液压缸试验台负载模拟装置，其特征在于，包括试验台架、控制系统、加载液压缸和被试液压缸：

所述试验台架包括底座、加载液压缸安装支架、被试液压缸安装支架、导向轴、拉压力传感器安装装置和位移传感器安装装置，所述加载液压缸安装支架和被试液压缸安装支架相向固定安装于底座的两端，加载液压缸安装支架的四角分别通过导向轴与被试液压缸安装支架的对应角相连，每根导向轴的一端与加载液压缸安装支架相连，另一端与被试液压缸安装支架相连，导向轴对对顶加载起导向作用；所述加载液压缸固定于加载液压缸安装支架中间，被试液压缸固定于被试液压缸安装支架中间，拉压力传感器安装装置一端与加载液压缸固定相接、另一端与被试液压缸固定相接；位移传感器安装装置设在导向轴上与被试液压缸对应的位置，且位移传感器安装装置能够沿着导向轴轴向滑动；

所述控制系统包括工控机、PLC、位置系统控制模块和加载系统控制模块，其中工控机通过PLC分别接入位置系统控制模块和加载系统控制模块，位置系统控制模块通过电液比例阀与被试液压缸相接，加载系统控制模块通过电液伺服阀与加载液压缸相接，位移传感器固定安装于位移传感器安装装置，拉压力传感器固定安装于拉压力传感器安装装置，位移传感器、拉压力传感器均通过数据采集卡与工控机相连；

首先工控机给PLC发送一个初始位移信号，驱动被试液压缸按该位移信号运行，位移传感器检测被试液压缸的位移信号，一方面将位移信号反馈于位置系统控制模块以调节被试液压缸的位移，另一方面通过数据采集卡将位移信号发送至工控机；工控机将接收到的位移信号转换为拟合力信号，并将该拟合力信号经过PLC发送给加载系统控制模块，加载系统控制模块驱动加载液压缸对被试液压缸进行对顶加载；对顶加载过程中拉压力传感器检测拉压力信号，并将该拉压力信号与拟合力信号进行比较并将所得比较信号反馈至加载系统控制模块，从而继续控制加载液压缸，形成力负反馈控制。

2.根据权利要求1所述的液压缸试验台负载模拟装置，其特征在于，所述试验台架中各导向轴的一端穿过加载液压缸安装支架，另一端穿过被试液压缸安装支架，并且两端均通过导向轴套固定。

3.根据权利要求1所述的液压缸试验台负载模拟装置，其特征在于，所述试验台架中被试液压缸安装支架所在一侧的底座上设有向加载液压缸安装支架方向延伸的T型槽，被试液压缸安装支架能够在T型槽中滑动，根据被试液压缸的量程调节被试液压缸安装支架的固定位置。

4.根据权利要求1所述的液压缸试验台负载模拟装置，其特征在于，所述拉压力传感器安装装置包括加载液压缸连接件和被试液压缸连接件，其中拉压力传感器通过螺钉固定在被试液压缸连接件上，加载液压缸连接件上设有一根带有螺纹的螺纹杆，所述螺纹杆与拉压力传感器的螺纹孔匹配连接；拉压力传感器安装装置四角各设一个孔套，各导向轴穿过对应位置的孔套从而将拉压力传感器安装装置固定；加载液压缸加载运行时，拉压力传感器安装装置配合导向轴对加载过程起到导向作用。

5.根据权利要求1所述的液压缸试验台负载模拟装置，其特征在于，所述位移传感器安装装置包括位移传感器安装架，位移传感器安装在位移传感器安装架中间方形孔内并通过螺栓固定，位移传感器安装架通过孔套套连在垂直方向的两根导向轴上，检测被试液压缸活塞杆的位移信号。

6.根据权利要求1所述的液压缸试验台负载模拟装置，其特征在于，所述位置系统控制模块包括模糊PID控制器、第一DA转换器、比例放大器、电液比例阀、位移传感器和第一AD转换器，其中PLC与模糊PID控制器、第一DA转换器、比例放大器、电液比例阀顺次相接，电液比例阀与被试液压缸相连，位移传感器一方面通过第一AD转换器接入模糊PID控制器、另一方面依次经过第三AD转换器、数据采集卡接入工控机；PLC将给定位移信号传送给模糊PID控制器，模糊PID控制器通过第一DA转换器后将位移信号传送给比例放大器，比例放大器将放大后的信号送给电液比例阀并控制被试液压缸运行，位移传感器检测被试液压缸的位移信号并通过第一AD转换器后传送给模糊PID控制器，形成位移负反馈闭环控制。