液壓實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com騫、I匐化液壓實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)Designofreal-timetestingforhydraulicsystem張鋮林’，徐武彬’，梁蔓安’，花慶寶，李冰’ZHANGCheng．1in。，XUWu．bin。，LIANGMan．a(chǎn)n。，HUAQing—bao，LlBing。(1．廣西科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，柳州545006；2．廣西柳工機(jī)械股份有限公司，柳州545006)摘要：針對(duì)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)比較困難的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種基于計(jì)算機(jī)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試，對(duì)于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研

2、究有著重要意義。關(guān)鍵詞：三次樣條插值；遲滯非線性；FIFO中圖分類號(hào)：TP212文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—0134(2014)06(下)一0051—03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2014．o6(下)．140引言液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是工程機(jī)械的關(guān)鍵組成之一，其具有優(yōu)良的操控性能和較低廉的成本，近年來得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。但是液壓系統(tǒng)由于自身封閉的特點(diǎn)，對(duì)于其內(nèi)部工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)比較困難，因此液壓系統(tǒng)故障的早期預(yù)防和診斷已成為十分突出的問題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。本文研究并設(shè)計(jì)了基于Vc++

3、開發(fā)平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的實(shí)時(shí)檢測(cè)。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1總體方案高，控制系統(tǒng)的誤差完全可以控制在允許范圍本系統(tǒng)從硬件結(jié)構(gòu)上可分為數(shù)據(jù)采集模塊和內(nèi)。傳統(tǒng)上使用硬件補(bǔ)償不但成本高，電路復(fù)數(shù)據(jù)處理模塊兩部分，數(shù)據(jù)采集模塊主要由壓力雜，而且有些補(bǔ)償極為困難。相比之下，軟件補(bǔ)變送器、數(shù)據(jù)采集卡組成，并且采集卡具有FIFO償精度高、成本低、效果好，便于實(shí)際應(yīng)用。功能，可以實(shí)現(xiàn)高速連續(xù)采樣；數(shù)據(jù)處理模塊由2．1非線性補(bǔ)償工控機(jī)的處理系統(tǒng)組成，可以對(duì)接收的數(shù)據(jù)做高由于線性系統(tǒng)靈敏度恒定，便于做動(dòng)態(tài)分速誤差補(bǔ)償。此外，該1控機(jī)還帶有網(wǎng)絡(luò)通訊接析，因此人們總是傾

4、向于將儀表的輸入和輸出量口、磁盤機(jī)、打印機(jī)等通用外設(shè)，可根據(jù)需要對(duì)作為線性關(guān)系處理。但在實(shí)際工程中，傳感器構(gòu)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄、查詢、上傳遠(yuǎn)程服務(wù)器等操成的檢測(cè)系統(tǒng)總是非線性的，為提高測(cè)量精度，作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖In示。需要準(zhǔn)確測(cè)定傳感器的非線性關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)非系統(tǒng)工作時(shí)，壓力變送器檢測(cè)并輸出4—20mA線性補(bǔ)償。樣條插值可以使用低階多項(xiàng)式樣條實(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)PCI一8344采集卡轉(zhuǎn)換為現(xiàn)較小的插值誤差，從而避免使用高階多項(xiàng)式插數(shù)字信號(hào)后，由PCI總線輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。值所出現(xiàn)的龍格現(xiàn)象。本文使用三次樣條插值實(shí)用戶只需操作工控機(jī)上的專用軟件，便可輕松

5、實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償?，F(xiàn)液壓檢測(cè)。三次樣條插值是用三次樣條函數(shù)作為插值函2誤差補(bǔ)償數(shù)，根據(jù)已知樣點(diǎn)值計(jì)算出三次樣條函數(shù)，再根現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展使A／D轉(zhuǎn)換器的精度很據(jù)插值公式插出未知樣點(diǎn)值。假設(shè)給定數(shù)據(jù)點(diǎn)收稿日期：2014-01-13基金項(xiàng)目：廣西科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目(桂科攻12118015—7B)作者簡(jiǎn)介：張鋮林(1989一)，男，河北保定人，碩士研究生，研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化設(shè)計(jì)。第36卷第6期2014-06(下)[511學(xué)兔兔www.xuetutu.com務(wù)I訇化(Xj,Y，)(=0，l，?，，h0<1<．．．<)，若三次此需人為添／ju2個(gè)邊界條件，最常用的是自然

6、邊界多項(xiàng)式函數(shù)S(X)∈C在小區(qū)間，，川]上二階連續(xù)條件：兩端點(diǎn)處的二階導(dǎo)數(shù)為0，即m。=m=0?？蓪?dǎo)，且滿足S(xj)=Y，，則稱S(x)為三次樣條插解出式(8)及其附加方程得到mi后，再代入Si(x)值函數(shù)。具體算法為：即可得到全部解。(1)在每個(gè)小區(qū)間上，設(shè)一次函數(shù)“()的表2_2遲滯性補(bǔ)償達(dá)式為：傳感器在正(輸入量增大)反(輸入量減小)行程()=m+¨旦期間會(huì)出現(xiàn)輸入一輸出特性曲線不重合的遲滯現(xiàn)Xi+l—XiXi+l—Xi(1)象，如圖2所示。遲滯性除了具有非線性的特征(f=1,2，．．．，n—1)外，還具有局部記憶性或非局部記憶性，很難對(duì)式中：mf，m

7、i+1一待定系數(shù)。其實(shí)現(xiàn)精確建模。本文在誤差允許的范圍內(nèi)，采(2)設(shè)=+l—Xi，將(1)式積分兩次得用近似建模的方法實(shí)現(xiàn)靜態(tài)遲滯補(bǔ)償。棚+afx+式中：af、bi一積分常數(shù)，可利用插值條件、、、()=Y和(■+)=Y川聯(lián)立解出：：一(3)h6ai=一一【hi一6jH圖2遲滯現(xiàn)象若將實(shí)際加載、卸載的軌跡定義為動(dòng)態(tài)行程對(duì)(2)式求導(dǎo)得：曲線，該閉合曲線則包含于最大正反行程曲線所卜Ⅲ圍成的區(qū)域內(nèi)，如圖3所示。由于轉(zhuǎn)折點(diǎn)是任意的，所以動(dòng)態(tài)行程曲線也會(huì)隨著轉(zhuǎn)折點(diǎn)的變化而+二一二!變化。hi6‘(3)由于S’()在節(jié)點(diǎn)處連續(xù)可導(dǎo)，即：()：+()(i=1,2，?，一1)，

8、可解得：壘=!+2+壘：