[发明专利]一种判断伺服阀和作动缸是否匹配的方法

权利要求书

1.一种判断伺服阀和作动缸是否匹配的方法，用于飞机结构强度试验中的伺服阀和作动缸，其特征在于，所述判断伺服阀和作动缸是否匹配的方法包括如下步骤：

步骤1：获得待判断的伺服阀以及作动缸的参数；

步骤2：分别建立伺服阀以及作动缸的数学模型；

步骤3：分别将所述步骤2中的伺服阀以及作动缸数学模型转换成各自的传递函数，即伺服阀传递函数以及作动缸传递函数；

步骤4：将所述步骤3中的伺服阀传递函数以及作动缸传递函数耦合，从而形成试验加载系统的耦合传递函数；

步骤5：根据伺服阀以及作动缸的基本参数绘制伺服阀传递函数、作动缸传递函数以及试验加载系统的耦合传递函数的伯德图，并通过伯德图中截止频率判断响应速度，从而判断伺服阀与作动缸是否匹配；

所述步骤5中的伺服阀以及作动缸的基本参数为：伺服阀的额定流量、作动缸吨位和行程。

2.如权利要求1所述的判断伺服阀和作动缸是否匹配的方法，其特征在于，所述步骤3中的分别将所述步骤2中伺服阀以及作动缸数学模型转换成各自的传递函数具体通过卡普拉斯变换方法进行转换。

3.如权利要求2所述的判断伺服阀和作动缸是否匹配的方法，其特征在于，所述步骤1中的伺服阀的参数具体为：伺服阀固有频率ω_sv、阀阻尼比ξs_v、阀增益K_sv；

所述作动缸作动缸的参数具体为:后腔活塞面积A₁、作动缸前腔活塞面积A₂、作动缸活塞及活塞杆的质量m、液压油源的体积模量β_e、粘度系数C_o。

4.如权利要求3所述的判断伺服阀和作动缸是否匹配的方法，其特征在于，所述步骤3中的伺服阀传递函数的表达式为：

其中，

G₂(s)伺服阀传递函数；X_v(s)伺服阀位移；I(s)伺服阀输入电流；K_sv为伺服阀增益；ω_sv为伺服阀固有频率；ξ_sv为伺服阀阻尼比；s拉普拉斯算子；ω_sv和ξ_sv可由伺服阀厂商提供的伺服阀响应曲线估计得出，M90是相位滞后90deg时对应幅值，ω_sv为伺服阀100％开口的频响曲线中最大幅值比所对应频率。

5.如权利要求4所述的判断伺服阀和作动缸是否匹配的方法，其特征在于，所述步骤3中的作动缸传递函数的表达式为：

其中，

G₃(s)作动缸传递函数；X_p(s)为活塞位移；X_v(s)伺服阀阀芯位移；α活塞两侧面积比；h₁、h₂比例系数；k_co零位压力流量系数；m为折算到活塞和活塞杆上运动部分的质量；V_o为作动缸压力腔容积；A₁为作动缸后腔活塞面积；A₂为作动缸前腔活塞面积；A₀₁、A₀₂为活塞正负向运动时的活塞等效城压面积；A_e为活塞平均面积；β_e为液压油体积模量；r_c为阀芯阀套间的径向间隙；C_o为油液粘度；ω为伺服阀节流窗口面积梯度；s拉普拉斯算子。

6.如权利要求5所述的判断伺服阀和作动缸是否匹配的方法，其特征在于，所述步骤4中的试验加载系统的耦合传递函数为：

G(s)＝G₂(s)×G₃(s)，其中，

G(s)耦合的加载系统传递函数；G₂(s)为：伺服阀传递函数；G₃(s)为：作动缸传递函数。