变量柱塞泵性能测试系统研制

论文摘要

随着微电子技术和计算机技术的迅速发展,液压计算机辅助测试(CAT)技术在液压系统状态监测与液压元件性能检测领域中的应用日趋广泛。与传统的人工测试系统相比,CAT系统具有测试精度高、效率高、性价比好,还可以用于液压系统在线自动监测等优势。本论文参照国家相关试验标准,研发了基于虚拟仪器技术的变量柱塞泵性能测试系统。它由液压试验系统和测控系统两部分组成,液压试验系统为被试变量泵提供稳、动态性能试验所需的液压工况与加载手段;由工控机、PLC、传感器以及相关软件组成的测控系统,对被试泵实现性能的检测和试验系统的自动控制。液压试验系统和测控系统共同实现了变量泵试验系统的测试功能与试验系统的正常运行。本文在分析相关技术文献的基础上,提出了变量柱塞泵测试系统的总体技术方案和两大组成系统的构架。论文主要包括以下几部分内容:第1章简要论述了液压测试技术和虚拟仪器技术的发展及现状,进而对课题的研究背景、意义与主要研究内容作了阐述。第2章提出了变量柱塞泵性能测试系统的总体技术方案。第3章根据国家有关试验标准,对变量柱塞泵性能测试系统的加载方法、液压试验回路进行了设计与分析。并对拖动装置、关键的液压控制元件进行了选型分析,对主管路系统进行了理论计算。第4章利用AMEsim软件环境对液压测试系统进行了简单的仿真,定量地分析了管路容腔和泵排量对压力飞升速率的影响。第5章在设计变量泵测控系统总体方案基础上,提出了工控机和PLC联合控制方案。在进行测控系统硬件结构与支撑软件设计的同时,在电气系统中全方位设置了抗干扰信号的措施,为顺利进行变量泵性能试验系统的信号检测与处理打下良基。第6章利用所研制的变量柱塞泵性能测试系统,对变量柱塞泵进行了诸如排量特性、冲击特性、效率、阶跃响应等典型性能测试,充分验证了测试系统功能的完整性和可靠性。第7章对课题的研究工作进行了归纳和总结,并展望后续工作的主要研究内容。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 液压测试系统的发展及现状
• 1.1.1 液压测试系统的发展
• 1.1.2 液压 CAT技术的研究现状及发展趋势
• 1.2 虚拟仪器简述
• 1.2.1 虚拟仪器的概念和组成
• 1.2.2 虚拟仪器的发展和特点
• 1.2.3 基于虚拟仪器的液压CAT系统
• 1.3 课题研究的背景和意义
• 1.4 课题主要研究内容
• 2 变量柱塞泵试验系统总体方案设计
• 2.1 变量柱塞泵性能试验项目和试验方法
• 2.2 液压试验台精度等级控制
• 2.3 变量泵性能测试系统的总体方案
• 3 液压试验平台的设计
• 3.1 加载方法的选择研究
• 3.1.1 液压泵试验常用加载方法
• 3.1.2 本系统加载方案的确定
• 3.2 液压回路设计
• 3.2.1 液压泵试验回路
• 3.2.2 本系统液压试验回路
• 3.3 液压动力源和调速装置研究
• 3.3.1 动力源功率计算与选型
• 3.3.2 调速装置的选择
• 3.4 液压控制阀
• 3.5 液压管路设计研究
• 4 液压系统的建模与仿真
• 4.1 AMESim仿真软件介绍
• 4.1.1 AMESim基本特性
• 4.1.2 AMESim在液压系统中的应用
• 4.2 液压系统的建模和仿真研究
• 4.2.1 液压系统的建模
• 4.2.2 液压系统的仿真研究与分析
• 5 试验台测控系统的设计
• 5.1 测控系统总体技术方案
• 5.1.1 液压泵性能测试系统常规测控方案
• 5.1.2 测控系统总体方案
• 5.2 测控系统硬件系统设计
• 5.2.1 工控机系统
• 5.2.2 PLC系统
• 5.3 测控系统软件系统设计
• 5.3.1 虚拟仪器测试系统软件设计
• 5.3.2 PLC系统软件设计
• 5.4 系统干扰分析和抗干扰措施
• 5.4.1 变频器对控制系统的干扰及抗干扰措施
• 5.4.2 系统其他干扰及其抗干扰措施
• 6 变量柱塞泵典型性能测试
• 6.1 变量柱塞泵性能测试系统硬件平台
• 6.2 变量柱塞泵性能试验
• 6.2.1 变量柱塞泵技术参数
• 6.2.2 排量试验
• 6.2.3 变量特性试验
• 6.2.4 冲击试验
• 6.2.5 效率试验
• 6.2.6 阶跃响应试验
• 7 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 后续展望
• 参考文献
• 作者简历