CN106406196A - 模块化电液伺服结构试验控制系统 - Google Patents

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赵蒙怀
佟小泉
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Guan Foli Loading System Co Ltd
BEIJING FLUID CONTROL SYSTEM CORP
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Guan Foli Loading System Co Ltd
BEIJING FLUID CONTROL SYSTEM CORP
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/25257—Microcontroller

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Abstract

本发明提供了一种模块化电液伺服结构试验控制系统，包括主控计算机和若干个数字伺服控制器，所述主控计算机与数字伺服控制器分别连接，所述数字伺服控制器采用ARM9+DSP多处理器结构，所述数字伺服控制器包括伺服阀驱动器模块、位移信号调节器模块、载荷信号调节器模块。本发明提供的模块化电液伺服结构试验控制系统适合于各种类型结构试验设备的控制，该控制系统采用模块化硬件结构，通道和结构灵活配置。

Description

模块化电液伺服结构试验控制系统
技术领域
本发明涉及电液伺服控制系统，具体涉及一种模块化电液伺服结构试验控制系统。
背景技术
目前，国内的电液伺服控制技术随着计算机技术的发展，大多都采用数字化，即采用计算机或专用的数字控制器作为控制系统的核心。但这些系统都是针对某一特定的控制对象设计，应用范围有限。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明所要解决的技术问题是现有电液伺服控制系统只是针对某一特定的控制对象设计，应用范围有限。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
模块化电液伺服结构试验控制系统，包括主控计算机和若干个数字伺服控制器，所述主控计算机与数字伺服控制器分别连接，所述数字伺服控制器采用ARM9+DSP多处理器结构，所述数字伺服控制器包括伺服阀驱动器模块、位移信号调节器模块、载荷信号调节器模块，所述伺服阀驱动器模块和位移信号调节器模块分别由伺服阀驱动电路和位移信号调节电路组成，并且两部分电路集成到一个电路模块中，所述载荷信号调节器模块提供两路应力或应变形式传感器输出信号的调节电路，包括应力或应变微小信号的程控放大、传感器的零位补偿、滤波及极限值的检测。
上述技术方案中，所述伺服阀驱动电路支持对双伺服阀的电压或电流驱动，驱动模式的变换仅需改变板内的跳线，伺服阀驱动电路包含有程控伺服阀零位调节和励振信号调节电路，位移信号调节电路支持多种传感器类型，包括交流或直流LVDT传感器，直流或数字输出的磁滞伸缩传感器和脉冲编码器。
本发明提供的模块化电液伺服结构试验控制系统适合于各种类型结构试验设备的控制，包括飞行器和地面车辆的运动和力学实验室仿真设备的控制，机械结构的动静态性能测试设备的控制，建筑结构抗震试验设备的控制等。该控制系统采用模块化硬件结构，通道和结构灵活配置；模块化软件结构，适合不同类型试验的管理、分析和控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为模块化电液伺服结构试验控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1所示，作为实施例所示的模块化电液伺服结构试验控制系统包括主控计算机和若干个数字伺服控制器，主控计算机与数字伺服控制器分别连接。数字伺服控制器采用ARM9+DSP多处理器结构，ARM9控制器集中了传统控制器和DSP的优点，具有体积小、功耗低、性能高等特点。它所采用32位体系结构被公认为业界领先的32位嵌入式RISC处理器结构。这可确保开发者转向更高性能的ARM处理器时，便于系统升级。板内独立配置的DSP处理器可以极大的提高控制器的数据处理能力，这种运算能力的提高除了满足各种高级控制算法需要外，还可以对传感器信号进行处理，如滤波、非线性补偿、动态补偿等，因此可以有效的提高传感器的精度。
数字伺服控制器包括伺服阀驱动器模块、位移信号调节器模块、载荷信号调节器模块。
伺服阀驱动器模块和位移信号调节器模块分别由伺服阀驱动电路和位移信号调节电路组成，并且两部分电路集成到一个电路模块中，可以简化系统结构，减少用户的投资，因为位移传感器一般是伺服作动器的常规配置。载荷信号调节器模块提供两路应力或应变形式传感器输出信号的调节电路，包括应力或应变微小信号的程控放大、传感器的零位补偿、滤波及极限值的检测。由于采用高信噪比的电路设计和18位的AD，提高了传感器的分辨率。
本实施方式中，伺服阀驱动电路支持对双伺服阀的电压或电流驱动，驱动模式的变换仅需改变板内的跳线，这种结构为大流量环境下的双伺服阀并联使用或三级阀的使用提供了灵活性。伺服阀驱动电路包含有程控伺服阀零位调节和励振信号调节电路，位移信号调节电路支持多种传感器类型，包括交流或直流LVDT传感器，直流或数字输出的磁滞伸缩传感器和脉冲编码器，不同类型的传感器可以通过对该模块的选型实现。
结构上，数字伺服控制系统由控制计算机、数字伺服控制器两部分组成。控制计算机主要完成试验的管理，包括：试验参数的设置、试验进程的控制、试验谱的输入(或生成)、试验数据的显示、存储、打印等。控制计算机的应用程序运行在Window 2000或XP操作系统环境下，计算机的选型几乎不受任何限制。控制计算机与数字控制器或其它设备的通信也采用操作系统支持的通用接口，如以太网接口、RS232接口等，无需用户在计算机中配置特殊的通信接口卡。
数字伺服控制器完成包括数据采集、数字控制器、伺服阀驱动、传感器信号调理等功能。数字伺服控制器的结构如右图所示，采用3U机箱，每个机箱最多可以有16个模块插槽，组成最多8个通道的电液伺服控制器。多个数字伺服控制器可以通过一组同步总线进行级联，各个数字伺服控制器通过网络集线器与主控计算机通信，构成大型多通道协调控制系统。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.模块化电液伺服结构试验控制系统，其特征在于：包括主控计算机和若干个数字伺服控制器，所述主控计算机与数字伺服控制器分别连接，所述数字伺服控制器采用ARM9+DSP多处理器结构，所述数字伺服控制器包括伺服阀驱动器模块、位移信号调节器模块、载荷信号调节器模块，所述伺服阀驱动器模块和位移信号调节器模块分别由伺服阀驱动电路和位移信号调节电路组成，并且两部分电路集成到一个电路模块中，所述载荷信号调节器模块提供两路应力或应变形式传感器输出信号的调节电路，包括应力或应变微小信号的程控放大、传感器的零位补偿、滤波及极限值的检测。
2.根据权利要求1所述的模块化电液伺服结构试验控制系统，其特征在于：所述伺服阀驱动电路支持对双伺服阀的电压或电流驱动，驱动模式的变换仅需改变板内的跳线，伺服阀驱动电路包含有程控伺服阀零位调节和励振信号调节电路，位移信号调节电路支持多种传感器类型，包括交流或直流LVDT传感器，直流或数字输出的磁滞伸缩传感器和脉冲编码器。
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