随动系统负载的电液伺服模拟装置
专利汇可以提供随动系统负载的电液伺服模拟装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且随动系统负载的电液伺服模拟装置属于机械仿真技术领域。已知技术模拟的负载单一，采用 飞轮 方式模拟惯性 力 矩其弊端更多。本 发明 由高频工作 液压 马 达 、高频工作液压马达换向 阀 、高频工作液压马达 伺服阀 、低频工作液压马达、低频工作液压马达换向阀、低频工作液压马达伺服阀、高压 泵 、力矩 传感器 编码器 和主控计算机构成；高频工作液压马达和低频工作液压马达组成双联马达，二者同轴；力矩传感器和编码器安装在所述双联马达力矩 输出轴 上，并分别与主控计算机电连接；主控计算机与高频工作液压马达伺服阀、低频工作液压马达伺服阀各自的阀 驱动器 分别电连接；高频工作液压马达、低频工作液压马达共用一个高压泵。本发明应用于随动系统 电机 的试验领域。，下面是随动系统负载的电液伺服模拟装置专利的具体信息内容。
1、一种随动系统负载的电液伺服模拟装置，采用电液伺服系统模拟随动系统负载，其特征在于，该装置由高频工作液压马达(14)、高频工作液压马达换向阀(15)、高频工作液压马达伺服阀(16)、低频工作液压马达(17)、低频工作液压马达换向阀(18)、低频工作液压马达伺服阀(19)、高压泵(20)、力矩传感器(21)、编码器(22)和主控计算机(23)构成；高频工作液压马达(14)和低频工作液压马达(17)组成双联马达，二者同轴；力矩传感器(21)和编码器(22)安装在所述双联马达力矩输出轴上，并分别与主控计算机(23)电连接；主控计算机(23)与高频工作液压马达伺服阀(16)、低频工作液压马达伺服阀(19)各自的阀驱动器分别电连接；高频工作液压马达(14)、高频工作液压马达换向阀(15)、高频工作液压马达伺服阀(16)三者之间以及低频工作液压马达(17)、低频工作液压马达换向阀(18)、低频工作液压马达伺服阀(19)三者之间均为常规液压油路连接，并共用一个高压泵(20)。
2、 根据权利要求l所述的模拟装置，其特征在于，高频工作液压马达（14)工作频率为 5〜50hz，低频工作液压马达（17)工作频率为0〜5hz.。
3、 根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，高频工作液压马达伺服阀（16)选用 高频电反馈电液伺服阀；低频工作液压马达伺服阀（19)选用力反馈电液伺服阀。
4、 根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，该装置由两套高频工作液压马达U4)、 高频工作液压马达换向阀（15)、高频工作液压马达伺服阀（16)、低频工作液压马达（17)、 低频工作液压马达换向阀（18)、低频工作液压马达伺服阀（19)、力矩传感器（21)、编码器(22) 组合而成，合用一套主控计算机（23)和高压泵（20)。
随动系统负载的电液伺服模拟装置
技术领域
负载模拟加载方式有磁粉制动器加载方式、电动机电控加载方式和电液伺服加载方式三 种。目前用电液伺服加载方式实现负载模拟的装置常用于模拟飞行器在飞行过程中舵面所受 的空气动力矩。 一篇名称为"速度同步控制电液负载模拟器"、申请号为02116591.2的中国 发明专利申请公开说明书公开了一种典型方案，见图l所示，左侧为位置伺服系统l，控制飞 行器舵面的偏转，该系统也就是所说的随动系统。右侧为力矩伺服系统2，产生加载力矩。中 间为惯量负载模拟装置3，由飞轮4提供一个惯性力矩。力矩伺服系统2及惯量负载模拟装置3 共同对舵机5加载模拟负载。位置伺服系统1的工作过程是由舵机驱动器6驱动舵机伺服阀7控 制舵机5运动，编码器8将舵机5的位置信号反馈给舵机驱动器6，从而实现舵机5的位置控制， 对于实际飞行的飞行器，则驱动飞行器舵面运动。力矩伺服系统2是一种电液伺服系统，由加 载控制器9、加载伺服阀IO、加载马达ll、力矩传感器12、编码器13等组成。力矩指令通过加 载控制器9驱动加载伺服阔10，控制加载马达ll。由力矩传感器12、编码器13将加载马达11 的位置和力矩信号反馈给加载控制器9，实现加载力矩的模拟。舵机5、飞轮4和加载马达11 三者同轴连接， 一同运动。所述速度同步控制电液负载模拟器在工作过程中根据给定力矩信 号为舵机施加负载，模拟飞行器飞行时所受到的空气动力矩，同时提供惯性力矩。
在现有技术中，电液伺服系统所采用的加载马达通常只有一个，也有采用两个马达组成 双联马达的方案，两个马达相同且同轴，在工作中均作为马达使用，实现大功率平稳输出。
发明内容
本发明是这样实现的，见图2所示，该装置由高频工作液压马达14、高频工作液压马达 换向阀15、高频工作液压马达伺服阀16、低频工作液压马达17、低频工作液压马达换向阀 18、低频工作液压马达伺服阀19、高压泵20、力矩传感器21、编码器22和主控计算机23 构成；高频工作液压马达14和低频工作液压马达17组成双联马达，二者同轴；力矩传感器 21和编码器22安装在所述双联马达力矩输出轴上，并分别与主控计算机23电连接；主控计 算机23与高频工作液压马达伺服阀16、低频工作液压马达伺服阀19各自的阀驱动器分别电 连接；高频工作液压马达14、高频工作液压马达换向阀15、高频工作液压马达伺服阀16三 者之间以及低频工作液压马达17、低频工作液压马达换向阀18、低频工作液压马达伺服阀 19三者之间均为常规液压油路连接，并共用一个高压泵20。
本发明其技术效果在于，见图2所示，在试验随动系统电机24时，将电机24的转轴与 双联马达力矩输出轴连接成同轴状态，就可以模拟随动系统电机24在任意作业条件下所受到 的各种力矩，包括静阻力矩、正弦力矩、惯性力矩、冲击力矩。双联马达中的高频工作液压 马达14和低频工作液压马达17既可以独立工作，也可以共同工作。当一个马达单独工作时， 另一个马达随之空转，此时由单独工作的马达模拟的负载力矩施加到被试电机24上。当两个 马达共同工作，它们分别模拟不同的负载力矩，那么，此时施加到被试电机24的负载力矩则 是一种加合力矩。本发明并未使用飞轮模拟惯性力矩，因此，装置结构简单，操作方便。模 拟装置中的主控计算机23给出的控制信号来自于力矩控制指令F函数，该函数的表达式为：
F = F静+巧贯+ F冲+ i7『 "）
公式（1)中Ff(,为静阻力矩，是一种指定大小的恒定力矩，其施加的方向与被试电机24 转速方向相反，指令动作信号取之于双联马达测速系统；
F惯二 J电机轴^'" z' / 1 8 0 (2)
公式（2)中F惯为惯性力矩，々'一随动系统电机24加速度，"^机轴一折算到随动系统电 机24轴上的转动惯量，''一随动系统传速比；
公式（1)中Fw,为冲击力矩，是一种具有指定幅度、宽度、频率的高频脉冲信号； 公式（1)中F,n为正弦力矩，是一种具有指定幅值、周期的正弦力矩。 本发明之模拟装置按照以下过程完成负载力矩的伺服模拟，见图3所示。采用高频工作液压马达14模拟高频小力矩的冲击力矩、正弦力矩、静阻力矩。高频工作 液压马达14作为泵使用，工作时由被试电机24带动。见图2、图3所示，力矩传感器21从 己经与被试电机24转轴相连的双联马达力矩输出轴拾取反馈信号。所拾取的反馈信号与主控 计算机23给定的控制信号在主控计算机23内的比较器中比较，产生误差信号。主控计算机 23给定的信号包括正弦力矩、冲击力矩、静阻力矩等要模拟的负载力矩。由DSP(数字信号 处理器)对误差信号进行PID调节，产生驱动信号。该驱动信号传输至高频工作液压马达伺服 阀16的阀驱动器，调整高频工作液压马达伺服阀16开口量以调整所模拟的力矩的大小，驱 动信号实现。液压油直接补充给高频工作液压马达16，并经高频工作液压马达换向阀15、高 频工作液压马达伺服阀16流回，为被试电机24提供反向的阻力矩。在这一过程屮，由于高 频工作液压马达伺服阀16开口量的变化，通过的液压油流量和压力随之变化，液压马达力矩 输出轴上的负载力矩也随之变化。这一变化作用到力矩传感器21上，重复上述过程，并且， 所产生的误差信号越来越小，实现闭环伺服模拟。
采用低频工作液压马达17模拟惯性力矩。根据公式（2)可知，惯性力矩施加的方向和
大小随角加速度的加、减而变化，冈此，由编码器22拾取的反馈信号为速度信号，需要由牛-
控计算机23微分处理得到加速度信号。伺服模拟过程如下，编码器22从己经与被试电机24
转轴相连的双联马达力矩输出轴拾取反馈信号，再由主控计算机23微分处理转换为加速度信
号，并与给定的控制信号在主控计算机23内的比较器中比较，产生误差信号。所谓主控计算
机23给定的控制信号就是要模拟的负载力矩。由DSP(数字信号处理器)对误差信号进行PID
调节，产生驱动信号。该驱动信号传输至阀驱动器调整伺服阀丌口量以调整所模拟的力矩的
大小，驱动信号实现。当被试电机24换向或减速时，低频工作液压马达17作马达使用，此
时，低频工作液压马达17 —方面由被试电机24带动，另一方面液压油由高压泵20通过低频
工作液压马达伺服阀19、低频工作液压马达换向阀18、低频工作液压马达17流回，提供与
被试电机24旋转方向一致的惯性力矩。当被试电机24加速时，低频工作液压马达17作泵使
用，此时低频工作液压马达17仍由被试电机24带动，同时液压油向低频工作液压马达17补
充，并经低频工作液压马达换向阀18、低频工作液压马达伺服阀19流回，为被试电机24提
供反向的惯性力矩，此时的低频工作液压马达伺服阀19相当于变截面管道。在所述两个过程
中，由于低频工作液压马达伺服阀19开口量的变化，通过低频工作液压马达17的液压油流
量和压力随之变化，液压马达力矩输出轴上的负载力矩也随之变化。这一变化作用到力矩传
感器21上，重复上述过程，并且，所产生的误差信号越来越小，实现闭环伺服模拟。 附图说明
图1是现有随动系统负载的电液伺服模拟装置机构示意图。图2是本发明之随动系统负载的电液伺服模拟装置结构示意图，该图兼作为摘要附图。图3是随动系统闭环伺服过程框
图。图4是本发明之随动系统负载的电液伺服模拟装置组合方案示意图。
具体实施方式
二维伺服转台如炮塔、光电经纬仪等，在其随动系统中既有方位运动，也有俯仰运动， 通常分别由方位电机和俯仰电机提供动力，在二者同时各自独立工作的过程中也存在相互作 用。因此，方位电机、俯仰电机的试验有必要同时在一台套试验装置上进行，这样既提高了 试验效率，也提高了试验结果的真实性。为此，本发明之随动系统负载的电液伺服模拟装置 的一种具体方案如下，见图4所示，该装置由两套高频工作液压马达14、高频工作液压马达 换向阀15、高频工作液压马达伺服阀16、低频工作液压马达17、低频工作液压马达换向阀 18、低频工作液压马达伺服阀19、力矩传感器21、编码器22组合而成。 一套试验方位电机, 即被试电机24， 一套试验俯仰电机25。合用一套主控计算机23、高压泵20和液压油槽25。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种用于飞机地面试验台的液压加载系统以及加载方法 | 2020-05-12 | 308 |
| 一种液压伺服作动系统 | 2020-05-14 | 539 |
| 随动系统负载的电液伺服模拟装置 | 2020-05-13 | 599 |
| 珩磨机主轴往复随动控制装置 | 2020-05-12 | 404 |
| 具有同步速度、位置与压力控制的多层热压机液压伺服系统 | 2020-05-13 | 426 |
| 双主控阀集成射流管伺服阀 | 2020-05-13 | 898 |
| 用于控制液压机械的装置和方法 | 2020-05-15 | 226 |
| 一种应用于外骨骼机器人的阀控液压传动系统 | 2020-05-11 | 812 |
| 节流调速液压系统和助力下肢外骨骼 | 2020-05-14 | 823 |
| 一种机械伺服阀及其应用的液压回路 | 2020-05-11 | 507 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
