CN110173481B

CN110173481B - 一种偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统

Info

Publication number: CN110173481B
Application number: CN201910457653.5A
Authority: CN
Inventors: 马丽楠; 赵晓冬; 杨小星; 张文泽
Original assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Current assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2039-05-29
Also published as: CN110173481A

Abstract

本发明公开了一种偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，带有静压结构的被检测卧式液压缸、支撑液压缸、负载液压缸、油箱、液压泵、电机、过滤器、联轴器、控制器、液压控制系统和静压控制系统；液压泵在电机的作用下，从油箱抽出的油液经过滤器过滤后，分别向卧式液压缸、负载液压缸、支撑液压缸供油，将液压控制系统和静压控制系统监测到的信号传输至控制器，控制器的输出信号再传输至液压控制系统和静压结构控制系统。本发明利用静压支承原理，使油腔中的油膜对活塞杆起到支撑作用，同时使卧式液压缸在伸出和缩回阶段，可以分别克服变负载与自重产生的摩擦力的影响，提供精确的液压缸性能，并提高液压缸缸体的使用寿命和安全性。

Description

一种偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统

技术领域

本发明属于液压控制技术领域，涉及一种偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，可以广泛用于采用卧式安装方式的液压缸工作领域。

背景技术

液压缸是液压系统的重要执行元件，其性能好坏直接影响到了整个液压系统的稳定性，在一些特殊领域，液压缸需采用卧式铰接安装，以达到输出曲线力的目的。但是液压缸卧式铰接安装时，会受到自重与稳定变化外载力的影响，在液压缸伸出时，由于缸筒重心偏移，使得卧式液压缸缸体与活塞杆之间产生较大的摩擦力；在液压缸缩回时，由于稳定变化外负载的作用，同样使得卧式液压缸产生较大的摩擦力，不仅无法精确判断此种安装方式的液压缸的性能，而且容易损坏液压缸缸体，导致密封结构破坏，拉缸泄漏等问题，严重影响液压缸的安全性和使用寿命。

发明内容

为了解决现有液压缸卧式铰接安装时会受到自重与稳定变化外载力的影响的问题，本发明公开了一种偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，使卧式液压缸在伸出和缩回阶段，可以分别克服变负载与自重产生的摩擦力的影响，提供精确的液压缸性能，并提高液压缸缸体的使用寿命和安全性。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明公开了一种偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，包括：带有静压结构的被检测卧式液压缸、用于与被检测卧式液压缸底部铰接的支撑液压缸、负载液压缸、油箱、液压泵、电机、过滤器、联轴器、控制器、液压控制系统和静压控制系统；液压泵在电机的作用下，从油箱抽出的油液经过滤器过滤后，分别向卧式液压缸、负载液压缸、支撑液压缸供油，将液压控制系统和静压控制系统监测到的信号传输至控制器，控制器的输出信号再传输至液压控制系统和静压结构控制系统；

所述液压控制系统包括卧式液压缸液压控制系统、支撑液压缸液压控制系统和负载液压缸液压控制系统；

所述卧式液压缸液压控制系统包括：用于测量被检测卧式液压缸实际输出力的拉压力传感器、用于控制回路中油压的卧式液压缸回路比例溢流阀、控制被检测卧式液压缸运动速度与位移的卧式液压缸回路比例换向阀、以及用于分别测量被检测卧式液压缸无杆腔和有杆腔压力的卧式液压缸无杆腔压力传感器和卧式液压缸有杆腔压力传感器；

所述支撑液压缸液压控制系统包括：用于控制支撑液压缸运动速度、位移与换向的伺服阀，以及用于控制回路中的油压的支撑液压缸比例溢流阀；

所述负载液压缸液压控制系统包括：用于控制负载液压缸的运动速度与位移的负载液压缸比例换向阀、和用于控制回路中油压压力的负载液压缸回路比例溢流阀；

所述静压结构控制系统包括：用于分别测量被检测卧式液压缸静压结构上油腔和下油腔压力的上油腔压力传感器和下油腔压力传感器，以及用于分别为卧式液压缸上油腔和下油腔的上油腔比例减压阀和下油腔比例减压阀，以及用于其供油的静压结构泵站；

所述拉压力传感器、卧式液压缸无杆腔压力传感器、卧式液压缸有杆腔压力传感器、上油腔压力传感器和下油腔压力传感器分别与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的信号输出端分别与卧式液压缸回路比例溢流阀、卧式液压缸回路比例换向阀、伺服阀、支撑液压缸比例溢流阀、负载液压缸比例换向阀、负载液压缸回路比例溢流阀、上油腔比例减压阀和下油腔比例减压阀电连接。

作为一种优选实施方式，所述卧式液压缸液压控制系统还包括：用于测量卧式液压缸位移量的卧式液压缸位移传感器，所述卧式液压缸位移传感器与控制器的信号输入端电连接。

当然为了提高分析效率和准确度，偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统还可以包括上位机，所述上位机与控制器电连接。

本发明中的各种压力传感器、位移传感器、比例换向阀、比例溢流阀、比例减压阀等都是常规传感器和阀件。

作为一种优选实施方式，所述支撑液压缸液压控制系统还包括：用于分别测量支撑液压缸无杆腔和有杆腔压力的支撑液压缸无杆腔压力传感器和支撑液压缸有杆腔压力传感器，所述支撑液压缸无杆腔压力传感器和支撑液压缸有杆腔压力传感器分别与控制器的信号输入端电连接；进一步地，为了智能且精准读取支撑液压缸的位移量，所述支撑液压缸液压控制系统还包括：用于测量支撑液压缸位移量的支撑液压缸位移传感器，所述支撑液压缸位移传感器与控制器的信号输入端电连接。

作为一种优选实施方式，所述负载液压缸液压控制系统还包括：用于分别测量负载液压缸无杆腔和有杆腔压力的负载液压缸无杆腔压力传感器和负载液压缸有杆腔压力传感器，所述负载液压缸无杆腔压力传感器和负载液压缸有杆腔压力传感器分别与控制器的信号输入端电连接；较佳地，为了智能且精准读取负载液压缸的位移量，所述负载液压缸液压控制系统还包括：用于测量负载液压缸位移量的负载液压缸位移传感器，所述负载液压缸位移传感器与控制器的信号输入端电连接。

在被检测卧式液压缸侧部与固定点铰接，使被检测卧式液压缸可绕固定点上下转动，所述支撑液压缸活塞杆的顶端与被检测卧式液压缸底部滚动连接，可以在被检测卧式液压缸底部设有滑轨，使支撑液压缸的活塞杆顶端在滑轨上滑动连接，被检测卧式液压缸活塞杆的顶端分别铰接有上连杆和下连杆，且上连杆的自由端与固定铰接点铰接，下连杆的自由端与负载液压缸的活塞杆铰接；上述结构的铰接可以用销轴/销孔配合等任意可以实现两部件铰接的元件或组合元件。

进一步地，所述上连杆、下连杆与卧式液压缸的活塞杆构成“Y”字型。

本发明中的上连杆和下连杆的转动与被检测卧式液压缸的转动、负载液压缸和支撑液压缸活塞杆的升降之间产生联动，在被检测卧式液压缸转动及移动的过程中，通过拉压力传感器检测被检测卧式液压缸的输出力，同时根据卧式液压缸无杆和有杆腔压力传感器测量两个工作腔的压力，运用公式

（其中f表示摩擦力大小，p₁表示液压缸无杆腔压力，A₁表示液压缸无杆腔面积，p₂表示液压缸有杆腔压力，A₂表示液压缸有杆腔面积，F表示拉压力传感器的数值大小，即为液压缸实际输出力大小），近似计算出被检测卧式液压缸在运动过程中，摩擦力的大小；支撑液压缸对待侧卧式液压缸进行支撑，能够抵抗并检测被检测卧式液压缸的自重，负载液压缸为被检测卧式液压缸提供外负载力。

本发明液压控制系统的包括：卧式液压缸回路比例换向阀、卧式液压缸无杆腔压力传感器、卧式液压缸有杆腔压力传感器、卧式液压缸位移传感器、负载液压缸回路比例溢流阀、负载液压缸比例换向阀、负载液压缸无杆腔压力传感器、负载液压缸有杆腔压力传感器、负载液压缸位移传感器、支撑液压缸比例溢流阀、伺服阀、支撑液压缸无杆腔压力传感器、上油腔压力传感器、下油腔压力传感器、上油腔比例减压阀、下油腔比例减压阀、支撑液压缸有杆腔压力传感器、支撑液压缸位移传感器、上位机、控制器。其工作过程为：整个液压控制系统的压力传感器、位移传感器以及拉压力传感器的数据都是由控制器或上位机来获取，同时控制器或上位机对卧式液压缸回路比例换向阀和负载液压缸比例换向阀进行控制，从而实现卧式液压缸、负载液压缸运动进行控制，稳定变化的变负载由上位机通过控制器控制比例溢流阀来实现；上油腔压力传感器和下油腔压力传感器通过测压点对相应油腔的压力进行反馈，运用负反馈的控制原理，由上位机通过控制器实现对上油腔比例减压阀和下油腔比例减压阀进行控制，从而实现抗变负载。

本发明的抗自重的系统控制方法为：在卧式液压缸伸出运动时，需要克服卧式液压缸自重引起的摩擦力，所以需要控制支撑液压缸运动，达到支撑卧式液压缸缸体的目的，支撑液压缸控制系统包括：支撑液压缸、支撑液压缸比例溢流阀、伺服阀、支撑液压缸无杆腔压力传感器、支撑液压缸有杆腔压力传感器、支撑液压缸位移传感器、上位机、控制器，支撑液压缸有杆腔压力传感器和支撑液压缸位移传感器分别获取支撑液压缸两个工作腔的压力值，位移传感器获取支撑液压缸的位移值，根据压力闭环控制的原理，控制器或上位机通过反馈回来的压力值，进行对比，控制伺服阀，从而控制支撑液压缸的实际输出力，使其可以随着卧式液压缸运动起到支撑作用，实现克服自重的目的。

在卧式液压缸缩回运动时，由于外部变负载的作用，在缸体与活塞杆之间产生了较大的摩擦力，所以通过对卧式液压缸的静压结构进行控制，实现抗变负载的目的，静压结构控制系统采用独立的供油方式，由静压结构泵站单独供油，上油腔压力传感器和下油腔压力传感器通过测压点对相应油腔的压力进行反馈，运用负反馈的控制原理，由上位机通过控制器实现对上油腔比例减压阀和下油腔比例减压阀进行控制，从而实现抗变负载的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1）本发明针对被检测卧式液压缸在卧式铰接安装情况下，其活塞杆在伸出阶段，由于缸体自身重量大，在被检测卧式液压缸缸体与活塞杆之间产生了较大的摩擦力，而在缩回阶段，由于活塞杆受到稳定变化变负载的作用，同样也使卧式液压缸缸体与活塞杆之间产生了较大的摩擦力，即由于卧式液压缸自重和抗变负载的影响，在被检测卧式液压缸缸体与其活塞杆之间产生了较大的摩擦力，为实现该配套试验台的抗偏载与自重的性能，设计了本发明相应的液压控制系统，首先在被检测卧式液压缸的导向套处加设一个静压结构，利用静压支承的原理，被检测卧式液压缸油腔中的油膜对活塞杆起到支撑作用；其次，被检测卧式液压缸的活塞杆的顶端还铰接有负载液压缸，其目的是为卧式液压缸提供稳定变化外负载，用来实现在卧式液压缸缩回时，通过上位机或控制器对静压结构进行控制，达到克服稳定变化负载的目的；又由于被检测卧式液压缸在伸出时的自重影响，在被检测卧式液压缸缸体与活塞杆之间产生了较大的摩擦力，于是在被检测卧式液压缸缸体的下方竖直安装一个支撑液压缸，并分别在负载液压缸和支撑液压缸上安装有压力传感器与位移传感器，在被检测卧式液压缸上安装了拉压力传感器，通过上位机或控制器对支撑缸输出力进行控制，使卧式液压缸在作伸缩运动时，其缸体与活塞杆时刻对中，最大程度降低卧式液压缸在整个运动过程中，摩擦力产生的不利影响，达到抗变负载与自重的目的；本发明中的试验台还可以连接现有用于检测卧式液压缸的行程、泄漏、负载效率等性能指标的设备，更精确地检测卧式液压缸的性能好坏；

2）本发明所述试验台液压控制系统，结构简单，易加工，易安装，同时具有检测成本低，可以作为检测卧式液压缸的抗偏载与自重能力好坏的一种全新手段，可以广泛应用在采用卧式安装的液压缸性能检测领域，具有广阔的市场推广使用前景。

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为本发明实施例1和2中试验台机械结构原理示意图。

图2为本发明实施例1和2中试验台液压控制系统示意图。

图3为本发明实施例1试验台控制原理示意图。

图4为本发明实施例1支撑液压缸液压系统控制原理示意图。

图5为本发明实施例1静压结构液压控制系统原理图。

图6为本发明实施例2试验台控制原理示意图。

图7为本发明实施例2支撑液压缸液压系统控制原理示意图。

图8为本发明实施例2静压结构液压控制系统原理图。

图中：1、卧式液压缸；2、卧式液压缸回路比例溢流阀；3、卧式液压缸回路比例换向阀；4、卧式液压缸无杆腔压力传感器；5、卧式液压缸有杆腔压力传感器；6、卧式液压缸位移传感器；7、上油腔压力传感器；8、下油腔压力传感器；9、上油腔比例减压阀；10、下油腔比例减压阀； 11、负载液压缸； 12、负载液压缸回路比例溢流阀；13、负载液压缸比例换向阀；14、负载液压缸无杆腔压力传感器；15、负载液压缸有杆腔压力传感器；16、负载液压缸位移传感器；17、支撑液压缸；18、支撑液压缸比例溢流阀；19、伺服阀；20、支撑液压缸无杆腔压力传感器；21、支撑液压缸有杆腔压力传感器；22、支撑液压缸位移传感器；23、油箱；24、液压泵；25、电机；26、过滤器；27、联轴器；28、上位机；29、控制器；30、拉压力传感器；31、静压结构泵站。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

实施例1

一种偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，包括：被检测卧式液压缸1、用于与被检测卧式液压缸1底部铰接的支撑液压缸17、负载液压缸11、油箱23、液压泵24、电机25、过滤器26、联轴器27、控制器29、液压控制系统和静压控制系统；所述控制器29为PLC控制器，液压泵24在电机25的作用下，从油箱23抽出的油液经过滤器26过滤后，分别向卧式液压缸1、负载液压缸11、支撑液压缸17供油，将液压控制系统和静压控制系统监测到的信号传输至控制器，控制器的输出信号再传输至液压控制系统和静压结构控制系统；并在被检测卧式液压缸1内加设静压结构，加设静压结构的卧式液压缸即为201410844853.3专利中公开的重载伺服液压缸。

所述卧式液压缸液压控制系统包括：用于测量被检测卧式液压缸实际输出力的拉压力传感器30、用于控制回路中油压的卧式液压缸回路比例溢流阀2、控制被检测卧式液压缸1运动速度与位移的卧式液压缸回路比例换向阀3、以及用于分别测量被检测卧式液压缸无杆腔和有杆腔压力的卧式液压缸无杆腔压力传感器4和卧式液压缸有杆腔压力传感器5、用于测量卧式液压缸1位移量的卧式液压缸位移传感器6；

所述支撑液压缸液压控制系统包括：用于控制支撑液压缸17运动速度、位移与换向的伺服阀19、用于控制回路中的油压的支撑液压缸比例溢流阀18、用于分别测量支撑液压缸无杆腔和有杆腔压力的支撑液压缸无杆腔压力传感器20、支撑液压缸有杆腔压力传感器21、及用于测量支撑液压缸17位移量的支撑液压缸位移传感器22；

所述负载液压缸液压控制系统包括：用于控制负载液压缸11的运动速度与位移的负载液压缸比例换向阀13、用于控制回路中油压压力的负载液压缸回路比例溢流阀12、用于分别测量负载液压缸无杆腔和有杆腔压力的负载液压缸无杆腔压力传感器14、负载液压缸有杆腔压力传感器15及用于测量负载液压缸11位移量的负载液压缸位移传感器16；

所述静压结构控制系统包括：用于分别测量被检测卧式液压缸静压结构上油腔和下油腔压力的上油腔压力传感器7和下油腔压力传感器8，以及用于分别为卧式液压缸1上油腔和下油腔的上油腔比例减压阀9和下油腔比例减压阀10，以及用于其供油的静压结构泵站31。

所述拉压力传感器30、卧式液压缸无杆腔压力传感器4、卧式液压缸有杆腔压力传感器5、卧式液压缸位移传感器6、上油腔压力传感器7和下油腔压力传感器8、支撑液压缸无杆腔压力传感器20、支撑液压缸有杆腔压力传感器21、支撑液压缸位移传感器22、负载液压缸无杆腔压力传感器14、负载液压缸有杆腔压力传感器15、负载液压缸位移传感器16分别与控制器29的信号输入端电连接，所述控制器29的信号输出端分别与卧式液压缸回路比例溢流阀2、卧式液压缸回路比例换向阀3、伺服阀19、支撑液压缸比例溢流阀18、负载液压缸比例换向阀13、负载液压缸回路比例溢流阀12、上油腔比例减压阀9和下油腔比例减压阀10电连接。

在被检测卧式液压缸1侧部设有固定点，并与之铰接，使被检测卧式液压缸1可绕固定点上下转动，所述支撑液压缸17活塞杆的顶端与被检测卧式液压缸铰接，被检测卧式液压缸1活塞杆的顶端分别铰接有上连杆和下连杆，且上连杆的自由端与固定铰接点铰接，下连杆的自由端与负载液压缸11的活塞杆铰接，所述上连杆、下连杆与卧式液压缸1的活塞杆构成“Y”字型；上述结构的铰接用的销轴/销孔。

本发明中的上连杆和下连杆的转动与被检测卧式液压缸1的转动、负载液压缸11和支撑液压缸17活塞杆的升降之间产生联动，在被检测卧式液压缸转动及移动的过程中，通过拉压力传感器检测被检测卧式液压缸的输出力，同时根据卧式液压缸无杆和有杆腔压力传感器4和5测量两个工作腔的压力，运用公式

（其中f表示摩擦力大小，p₁表示液压缸无杆腔压力，A₁表示液压缸无杆腔面积，p₂表示液压缸有杆腔压力，A₂表示液压缸有杆腔面积，F表示拉压力传感器的数值大小，即为液压缸实际输出力大小），近似计算出被检测卧式液压缸在运动过程中，摩擦力的大小；支撑液压缸17对待侧卧式液压缸进行支撑，能够抵抗并检测被检测卧式液压缸的自重，负载液压缸为被检测卧式液压缸提供外负载力。

本发明液压控制系统的包括：卧式液压缸回路比例换向阀3、卧式液压缸无杆腔压力传感器4、卧式液压缸有杆腔压力传感器5、卧式液压缸位移传感器6、负载液压缸回路比例溢流阀12、负载液压缸比例换向阀13、负载液压缸无杆腔压力传感器14、负载液压缸有杆腔压力传感器15、负载液压缸位移传感器16、支撑液压缸比例溢流阀18、伺服阀19、支撑液压缸无杆腔压力传感器20、支撑液压缸有杆腔压力传感器21、支撑液压缸位移传感器22、上位机28、控制器29。其工作过程为：整个液压控制系统的压力传感器、位移传感器以及拉压力传感器的数据都是由控制器29来获取，同时控制器29对卧式液压缸回路比例换向阀3和负载液压缸比例换向阀13进行控制，从而实现卧式液压缸1、负载液压缸11运动进行控制，稳定变化的变负载由控制器29控制比例溢流阀12来实现。

本发明的抗自重的系统控制方法为：在卧式液压缸1伸出运动时，需要克服卧式液压缸自重引起的摩擦力，所以需要控制支撑液压缸17运动，达到支撑卧式液压缸1缸体的目的，支撑液压缸控制系统包括：支撑液压缸17、支撑液压缸比例溢流阀18、伺服阀19、支撑液压缸无杆腔压力传感器20、支撑液压缸有杆腔压力传感器21、支撑液压缸位移传感器22、控制器29，支撑液压缸有杆腔压力传感器21和支撑液压缸位移传感器22分别获取支撑液压缸两个工作腔的压力值，位移传感器22获取支撑液压缸的位移值，根据压力闭环控制的原理，控制器29通过反馈回来的压力值，进行对比，控制伺服阀19，从而控制支撑液压缸17的实际输出力，使其可以随着卧式液压缸1运动起到支撑作用，实现克服自重的目的。

在卧式液压缸1缩回运动时，由于外部变负载的作用，在缸体与活塞杆之间产生了较大的摩擦力，所以通过对卧式液压缸1的静压结构进行控制，实现抗变负载的目的，静压结构控制系统采用独立的供油方式，由静压结构泵站31单独供油，上油腔压力传感器7和下油腔压力传感器8通过测压点对相应油腔的压力进行反馈，运用负反馈的控制原理，由控制器29实现对上油腔比例减压阀9和下油腔比例减压阀10进行控制，从而实现抗变负载的目的。

本实施例中的各种压力传感器、位移传感器、比例换向阀、比例溢流阀、比例减压阀等都是常规传感器和阀件。

实施例2

在实施例1的基础上，偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统还可以包括上位机，所述上位机28与控制器29电连接，所述控制器的型号为dSPACE，上位机是电脑，当然控制器也可以是PLC控制器，上位机也可以是工控机。

本发明液压控制系统的包括：卧式液压缸回路比例换向阀3、卧式液压缸无杆腔压力传感器4、卧式液压缸有杆腔压力传感器5、卧式液压缸位移传感器6、负载液压缸回路比例溢流阀12、负载液压缸比例换向阀13、负载液压缸无杆腔压力传感器14、负载液压缸有杆腔压力传感器15、负载液压缸位移传感器16、支撑液压缸比例溢流阀18、伺服阀19、支撑液压缸无杆腔压力传感器20、支撑液压缸有杆腔压力传感器21、支撑液压缸位移传感器22、上位机28、控制器29。其工作过程为：整个液压控制系统的压力传感器、位移传感器以及拉压力传感器的数据都是由上位机28来获取，同时上位机28对卧式液压缸回路比例换向阀3和负载液压缸比例换向阀13进行控制，从而实现卧式液压缸1、负载液压缸11运动进行控制，稳定变化的变负载由上位机28通过控制器29控制比例溢流阀12来实现。

本发明的抗自重的系统控制方法为：在卧式液压缸1伸出运动时，需要克服卧式液压缸自重引起的摩擦力，所以需要控制支撑液压缸17运动，达到支撑卧式液压缸1缸体的目的，支撑液压缸控制系统包括：支撑液压缸17、支撑液压缸比例溢流阀18、伺服阀19、支撑液压缸无杆腔压力传感器20、支撑液压缸有杆腔压力传感器21、支撑液压缸位移传感器22、上位机28、控制器29，支撑液压缸有杆腔压力传感器21和支撑液压缸位移传感器22分别获取支撑液压缸两个工作腔的压力值，位移传感器22获取支撑液压缸的位移值，根据压力闭环控制的原理，上位机28通过反馈回来的压力值，进行对比，控制伺服阀19，从而控制支撑液压缸17的实际输出力，使其可以随着卧式液压缸1运动起到支撑作用，实现克服自重的目的。

在卧式液压缸1缩回运动时，由于外部变负载的作用，在缸体与活塞杆之间产生了较大的摩擦力，所以通过对卧式液压缸1的静压结构进行控制，实现抗变负载的目的，静压结构控制系统采用独立的供油方式，由静压结构泵站31单独供油，上油腔压力传感器7和下油腔压力传感器8通过测压点对相应油腔的压力进行反馈，运用负反馈的控制原理，由上位机28通过控制器29实现对上油腔比例减压阀9和下油腔比例减压阀10进行控制，从而实现抗变负载的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，其特征在于包括：带有静压结构的被检测卧式液压缸（1）、用于与被检测卧式液压缸（1）底部铰接的支撑液压缸（17）、负载液压缸（11）、油箱（23）、液压泵（24）、电机（25）、过滤器(26)、联轴器（27）、控制器、液压控制系统和静压控制系统；液压泵（24）在电机（25）的作用下，从油箱（23）抽出的油液经过滤器（26）过滤后，分别向卧式液压缸（1）、负载液压缸（11）、支撑液压缸（17）供油，将液压控制系统和静压控制系统监测到的信号传输至控制器，控制器的输出信号再传输至液压控制系统和静压控制系统；

所述卧式液压缸液压控制系统包括：用于测量被检测卧式液压缸实际输出力的拉压力传感器（30）、用于控制回路中油压的卧式液压缸回路比例溢流阀（2）、控制被检测卧式液压缸（1）运动速度与位移的卧式液压缸回路比例换向阀（3）、以及用于分别测量被检测卧式液压缸无杆腔和有杆腔压力的卧式液压缸无杆腔压力传感器（4）和卧式液压缸有杆腔压力传感器（5）；

所述支撑液压缸液压控制系统包括：用于控制支撑液压缸（17）运动速度、位移与换向的伺服阀（19），以及用于控制回路中的油压的支撑液压缸比例溢流阀（18）；

所述负载液压缸液压控制系统包括：用于控制负载液压缸（11）的运动速度与位移的负载液压缸比例换向阀（13）、用于控制回路中油压压力的负载液压缸回路比例溢流阀（12）；

所述静压控制系统包括：用于分别测量被检测卧式液压缸静压结构上油腔和下油腔压力的上油腔压力传感器（7）和下油腔压力传感器（8），供油的静压结构泵站（31）；

所述拉压力传感器（30）、卧式液压缸无杆腔压力传感器（4）、卧式液压缸有杆腔压力传感器（5）、上油腔压力传感器（7）和下油腔压力传感器（8）分别与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的信号输出端分别与卧式液压缸回路比例溢流阀（2）、卧式液压缸回路比例换向阀（3）、伺服阀（19）、支撑液压缸比例溢流阀（18）、负载液压缸比例换向阀（13）、负载液压缸回路比例溢流阀（12）、上油腔比例减压阀（9）和下油腔比例减压阀（10）电连接。

2.如权利要求1所述的偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，其特征在于，所述卧式液压缸液压控制系统还包括：用于测量卧式液压缸（1）位移量的卧式液压缸位移传感器（6），所述卧式液压缸位移传感器（6）与控制器的信号输入端电连接。

3.如权利要求1所述的偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，其特征在于，所述支撑液压缸液压控制系统还包括：用于分别测量支撑液压缸无杆腔和有杆腔压力的支撑液压缸无杆腔压力传感器（20）和支撑液压缸有杆腔压力传感器（21），所述支撑液压缸无杆腔压力传感器（20）和支撑液压缸有杆腔压力传感器（21）分别与控制器的信号输入端电连接。

4.如权利要求3所述的偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，其特征在于，所述支撑液压缸液压控制系统还包括：用于测量支撑液压缸（17）位移量的支撑液压缸位移传感器（22），所述支撑液压缸位移传感器（22）与控制器的信号输入端电连接。

5.如权利要求1所述的偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，其特征在于，所述负载液压缸液压控制系统还包括：用于分别测量负载液压缸无杆腔和有杆腔压力的负载液压缸无杆腔压力传感器（14）和负载液压缸有杆腔压力传感器（15），所述负载液压缸无杆腔压力传感器（14）和负载液压缸有杆腔压力传感器（15）分别与控制器的信号输入端电连接。

6.如权利要求5所述的偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，其特征在于，所述负载液压缸液压控制系统还包括：用于测量负载液压缸（11）位移量的负载液压缸位移传感器（16），所述负载液压缸位移传感器（16）与控制器的信号输入端电连接。

7.如权利要求1所述的偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，其特征在于：还包括上位机，所述上位机与控制器电连接。

8.如权利要求1~7中任一所述的偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，其特征在于：被检测卧式液压缸（1）侧部与固定点铰接，使被检测卧式液压缸（1）可绕固定点上下转动，所述支撑液压缸（17）活塞杆的顶端与被检测卧式液压缸滚动连接，被检测卧式液压缸（1）活塞杆的顶端分别铰接有上连杆和下连杆，且上连杆的自由端与固定铰接点铰接，下连杆的自由端与负载液压缸（11）的活塞杆铰接。

9.如权利要求8所述的偏负载与自重协同补偿的液压试验台控制系统，其特征在于：所述上连杆、下连杆与卧式液压缸（1）的活塞杆构成“Y”字型。