分析液压制动软管挠曲疲劳试验机直线定位系统

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1、学兔兔www.xuetutu.com第3期(总第178期)机械工程与自动化NO．32013年6月MECHANICALENGINEERING8乙AUT()MATI()NJun．文章编号：1672-64l3(2013)O3·0151-03液压制动软管挠曲疲劳试验机直线定位系统袁超，姜涛，韩玉元，张桂林(长春理工大学机电工程学院，吉林长春130022)摘要：介绍了一种采用伺服系统控制液压制动软管挠曲疲劳试验机直线运动的结构及仿真模型，并采用试验测试与Matlab仿真相结合的方法完成系统建模，确定仿真参数。通过对试验机直线定位系统的实际试验与仿真．得出试验数据和仿真模型，验证了该方法的有效性和实

2、用性。关键词：伺服系统；直线定位；液压制动软管；疲劳试验机中图分类号：TP273：U463．521文献标识码：A0引言关，而与测量的中间过程无关，即使伺服电机轴卡死也液压制动软管是汽车制动装置的主要零部件，为能输出绝对角度信息，所以主要用于高性能试验机定了使刹车制动装置能够稳定有效的快速制动，对汽车位控制系统中。液压制动软管的检测精度要求越来越高，市场急需高由于绝对式光电编码器的高精度反馈作用，伺服精度液压制动软管性能试验检测设备。本文设计的高控制系统可以精准地获取角位移运动轨迹的反馈信精度液压制动软管挠曲疲劳试验机是以PLC为控制号，为测试系统各运动参数提供准确信息，因此本文的核心，综

3、合协调软管活动安装端转动机构、软管固定安伺服控制参数均来自于绝对式编码器。装端直线运动定位机构和液压加载系统，自动完成对一根或两根制动软管的疲劳寿命测试。1试验机直线定位系统控制结构近些年，伺服控制系统被广泛应用于定位要求较高的试验机中，这类定位装置通常采用半闭环控制结构，即以伺服电机的角位移进行位置反馈，而不是以位圈1直线定位机构移传感器检测试验机的直线运动位移作为反馈信号，2伺服驱动器及电机模型因而具有机械结构简单、高精度控制试验机定位系统2．1一阶惯性系统模型的特性。直线定位机构如图1所示。交流伺服电机驱动系统是一个电机调速系统，调半闭环交流伺服控制系统一般采用双环结构，由速范围在

4、0r／min2800r／min，定位精度一般都要位置控制板和交流伺服驱动器构成外环(位置环)和内达到±1个脉冲。其输入、输出变量都是时间的连续环(速度环)。该控制系统按物理结构可分为交流伺服函数，以转速为被控变量，实现单步预测控制的动态系驱动器及伺服电机、直线运动机械结构、直线位移控制统，因此，建立的数学模型必须进行优化。最简单的优器及PC。伺服控制系统的反馈信号主要由光电编码化方法是将该系统建立成一阶惯性系统川，即以速度器反馈产生，光电编码器同时又分为增量式和绝对式指令(z)为输入，电机转速∞(￡)为输出。系统传递函两种，增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，数表示为：再把该电信号

5、转变成计数脉冲，用脉冲的个数来表示位移的大小；绝对式编码器的每个位置对应一个确定G()：。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)的数字码，因此其示值只与测量的起始和终止位置有收稿日期：2012—11—15l修回日期：2012—12—15作者简介：袁超(1987一)，男，辽宁沈阳人，在读硕士研究生，研究方向：机械电子工程。学兔兔www.xuetutu.com·l52·机械工程与自动化2Ol3年第3期其中：T为时间常数；K为增益。3建立直线定位系统仿真模型(Simulink)2．2系统参数的确定Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真设系统的输入阶跃信号U(￡)=M，其拉氏变换为和分析的系统

6、仿真软件，它支持线性和非线性系统、连L，()一u／s，则系统阶跃信号响应为：续和离散时间模型，或者是二者的混合。系统还可以是多采样率的，如系统的不同部分拥有不同的采样∞㈤一G(s)·u(s)一·。⋯⋯‘(2)』S十l率[3]。下面就利用Simulink建立整个定位系统的仿式(2)经拉氏变换为(f)=Ku(1一e-辛)，由此得真模型。出当时间一。。时，叫(。。)一K·“，所以有：位置控制系统采用工业过程控制中应用最广泛的K一∞(cx3)／“。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)一种控制形式，位置环采用数字PID控制(偏差控当￡一7’时有：制)，其位置控制理想微分方程为：(丁)===K(1一e)≈O

7、．632~(∞)。⋯⋯⋯(4)M()=K[P()+P()df+de(t)3伺服系统中电机转速上升时，0．632w(。。)值对应出。的时间t即为系统时间常数丁，可通过式(3)和(4)确⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)定系统参数。其中：K为比例系数；T为积分时间常数；为微分表1是松下大型MINASV系列全数字式交流伺时间常数；e(￡)为偏差值。服驱动器MDD2O3AIV(其主要性能指标：适配电机额由于计算机只能处理数字信