CN110926787A - 作动筒万向接头伺服耐久试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种作动筒万向接头伺服耐久试验装置，旨在提供一种加载力可控，能够准确模拟作动筒工况的耐久试验装置。本发明通过下述技术方案实现：α角旋转伺服电机通过α、β角旋转夹具安装轴连接α、β角旋转夹具，与α、β角旋转伺服电机在空间上呈互为垂直的耦合结构，伺服电机按照α、β角旋转编码器给定的目标偏转角度进行转动，通过PID算法实现对伺服电机的控制万向接头α和β两个方向的偏转角度，万向接头按照作动筒试验要求进行角度偏转，跟随活塞杆位移进行变化转动角度，产生非线性轨迹角度，两个编码器根据数值分析牛顿插值进行曲线拟合，实现输入值活塞杆位移与输出量转角偏移的对应函数关系，完成活塞杆位移变化过程的耐久试验。

Description

作动筒万向接头伺服耐久试验装置

技术领域

本发明涉及一种作动筒万向接头耐久试验过程中，万向接头转动角度随活塞杆伸出位移偏转非线性轨迹角度的试验装置。

背景技术

作动筒是一种将液压能转化为机械能的一种液压执行元件，在飞机液压系统中，作动筒分布在各个部位，因此作动筒的稳定性以及可靠性对飞机的性能和安全起至关重要的作用。作动筒万向接头是一种能够改变作动筒运动方向的运动机构，将万向接头固定，通过万向接头的两个相互垂直的转角结构角度叠加，作动筒就能朝着任意方向进行运动，因此万向接头的可靠性直接影响作动筒的整体性能，关乎飞机的飞行安全。耐久试验是对产品可靠性的一种加速寿命试验，通过对产品全寿命(很多时候甚至是加严考核)的动作过程飞机工况。对于万向接头的耐久试验考核主要分为α转角，β转角，具体考核要求视产品耐久试验技术要求而定。试验过程中的液压能源由地面油源系统和泵源调速系统提供，机起落架及其他机构所受模拟空气载荷由同步运行的“起落架电液伺服载系统”提供。起落架子系统是飞机中重要的组成部分，它的收放性能参数、可靠性等对整个飞机影响极大；作动筒在进行耐久循环试验时，须对被试作动筒按规定的载荷谱进行实时加载。飞机收放作动耐久循环试验中的飞机作动筒耐久循环加载试验计算机控制系统，由工业计算机控制完成载荷谱计算、控制校正、效数据采集和处理。进行试验时其载荷谱是力对位移的非线性函效，为了满足实时加载的要求，通常采用电液伺服控制系统加载。伺服控制系统已经广泛应用于机械制造、智能机器人等多个需要高精度控制的行业领域。随着控制算法的多样性发展，越来越多的航空试验设备都将应用伺服控制技术进行产品试验，能更准确地收集试验数据，以供产品研发技术人员参考。液压伺服控制系统是一种以液压动力机构作为执行机构并具有反馈控制的控制系统。它不仅能够自动地准确而快速地复现输入量的变化规律，而且还能对输入信号进行放大与变换。电液伺服加载系统通常分为两种类型，一类是对结构、材料进行静、动强度试验的加载系统，可称为静止加载或主动加载，这类系统的结构比较简单，校正容易实现；另一类是对有主动运动的物体进行加载，可称为运动加载或被动加载，这类系统由于承载对象运动参量的干扰，使系统结构复杂，分析和设计都比较困难。这两类加载系统的实质区别是承载对象是否存在独立于加载系统的主动运动。在绝大多数情况下使实际的加载力偏离给定的值，这一误差力通常称为多余力。由于位移干扰直接作用在输出端，因而是一个强干扰。各种各样的补偿校正措旋总是要通过某些动态环节起作用，所以要完全消除多余力是困难的。如果不加任何消除措旌，产生的多余力一般是正常加载力的几倍，无法满足加载控制要求，甚至会给加载系统造成损害。早期的加载系统一般都是模拟式的，控制作用都是通过物理电路实现的。主要从硬件结构方面消除多余力，例如，安装连通孔、蓄压器校正、缓冲弹簧校正、双阀流量补偿、同步反向补偿、位置同步补偿等方法，这类方法参数调整不便，也给系统调试带来一些困难。这种由物理电路实现的控制系统容易受到外界干扰的影响，而且，当加载对象或加载系统发生变化时，无法实现控制规律的及时调整。由于物理电路的局限性，难于实现复杂控制律，限制了控制精度的提高。

伺服控制系统通常采用高精度的跟随或复现某个过程的控制方法，通过传感器对试验数据实时采集并反馈控制系统，实现控制过程的动态调节的闭环反馈系统。电液伺服加载方采用工业控制计算机及配套软硬件作为主控制平台。试验台总控制系统由工控机作为上位机，PLC作为下位机组成主从控制方式。上位机(工控机)主要完成试验台各传感器信号的采集测量；产品运动解算；运动规划；输出0-10V电压给电气控制柜内比例放大板，控制各比例阀；向下位机发出控制指令，实现试验过程中各类数据的设定与控制；并对试验过程中的各项参数和数据进行处理，显示试验过程的状态和参数。下位机(PLC)接受开关、按钮等输入信号以及工控机的指令、控制泵源的运行、控制被试产品进油压力、加载扭矩、驱动被试产品完成试验规范规定的动作以及发出提示和报警信号，并将试验状态上传给工控机。由于加载曲线不是一个标准线性曲线。考虑到误差要求因而采用分段拉格朗日插值法进行线性逼近。整个曲线分为两段，七个参考点，每四点为一段，中间一点为公共点计算用分段拉格朗日插值法进行线性逼近时，每四点拟台成一条曲线。在压力传感器进人A/D板之前，首先要经过电阻应变仪，信号在输出D/A板进人控制阀之前，要经过放大器，压力传感器输人的模拟量经A/D板进人微机处理得到实际反馈载荷。由位移传感器输入的模拟量经A/D板进入微机处理得到，由载荷曲线每段线中的四个参考值，即得载荷谱似拟合曲线，PI控制器采用PI调节，利用P调节快速抵消干扰的影响，同时利用I调节消除残差，将其离散化。在程序开始时，将载荷谱曲线存存出，当位移及压力信号进人A/D板后，程序通过对标定曲线的调用，.由位移曲线得出计算载，由压力曲线得出实际载荷，一方面做为现场数据输出到显示屏.一方面作为反馈信号与F比较，将误差信号进行PI校正后作为控制信号。计算机通过控制6个作动筒的伸缩，来实现运动平台在6个自由度上的运动。六自由度运动系统主要包括以下部分:万向铰链下支座、液压作动筒、储能器、万向铰链上支座、油源、控制电缆以及运动控制计算机。万向铰链支座组件每一个万向铰链上、下支座组件包括两个接头，它与运动平台的底部或地面相连，平台可以在最大偏移包线内自由运动，而没有任何机械阻碍。万向铰链上支座接头的主轴和辅助轴上装有楔形的滚珠轴承，万向铰链下支座接头的主轴和辅助轴上装有滚柱轴承，所有的轴承都被调整到在指定负载情况下可无间隙地转动。主起落架试验的主动载荷都直接施加在左、右两个假轮上。每个假轮上设有四个加载点,作用于假轮轮轴中心和轮胎接地点,作动筒与假轮硬连接,实现正、负双向加载；载荷通过与主起假轮连接的杠杆系统施加,载荷始终为正。左、右主起落架的载荷是同时对称施加的,自身形成平衡。假轮上的加载点都设计有万向铰接环,便于多方向同时加载时的相互协调。主起落架试验的平衡载荷在飞机上各点施加。连接件和杠杆组成杠杆系统与作动筒相连接施加。传统的万向接头试验系统加载系统为液压缸，通过机械位置调整，使伸出缩回满足偏转角度的要求，靠机械限位机构进行位置控制，该方法的缺点一是只能实现单一角度的万向接头偏转试验，二是不同产品对应的角度不同需要重新调整加载缸的位置和方向，安装调试过程极为繁琐。三是安装调试过程必须避开万向接头和加载缸组成的连杆结构的死点。四是加载过程加载力不可控，容易损坏产品。五是整个旋转过程不可控，不能满足加载过程万向接头随产品活塞杆位移动作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种安装调试方便，加载力可控，控制精度高，更准确地模拟作动筒在飞机运行过程的工况，通过伺服电机控制实现作动筒耐久试验过程万向接头按指定角度进行偏转的作动筒万向接头伺服耐久试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种作动筒万向接头伺服耐久试验装置，包括：固定于试验台架的旋转装置基座11，固联在旋转装置基座11两侧立板中的β偏转夹具8和固联在β偏转夹具8壳体中的偏转夹具10，以及连接上位机控制电路，实现万向接头α和β两个方向偏转的伺服电机和位移传感器，用于固定安装被试产品万向接头的产品安装孔3，其特征在于：β角旋转夹具8通过横向插入旋转装置基座11两侧立板的连接轴14，固定于旋转装置基座11的β角旋转伺服电机安装孔6中，并且安装于旋转装置基座11两侧连接轴14上装配有β检测角度偏转的β角旋转编码器13，用于α检测角度偏转的α角旋转编码器12安装于β角旋转夹具8底部；α角旋转夹具10通过β角旋转夹具8上的α角旋转夹具安装孔1，固定在β角旋转夹具8围框中，，β角旋转伺服电机9通过旋转装置基座11和β角旋转夹具8一侧壁立板的固定孔6，并通过连接轴14连接β角旋转夹具8，α角旋转伺服电机7通过α角旋转夹具安装轴4连接α角旋转夹具10，与β角旋转伺服电机9在空间上呈互为垂直固定于β角旋转夹具8的耦合结构，β偏转夹具8，α偏转夹具10，通过耦合结构伺服电机按照β角旋转编码器13，α角旋转编码器12和β角旋转编码器13给定的目标偏转角度进行转动，通过PID算法实现对伺服电机的控制万向接头α和β两个方向的偏转角度，万向接头按照作动筒试验要求进行角度偏转，跟随产品活塞杆位移进行变化转动角度，随活塞杆伸出位移偏转产生非线性轨迹角度，两个编码器根据数值分析中的牛顿插值进行曲线拟合，实现输入值活塞杆位移与输出量转角偏移的对应函数关系，通过PID算法完成产品活塞杆位移变化过程的耐久试验。

本发明相比于现有技术具有如下的有益效果是：

安装调试简便。本发明采用固定于试验台架的旋转装置基座11，固联在旋转装置基座11两侧立板中的β偏转夹具8和固联在β偏转夹具8壳体中的偏转夹具10，以及实现万向接头α和β两个方向偏转的伺服电机组成的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，安装调试方便，准备进行产品试验时，只需要将产品安装至原有试验台架上，将产品万向接头安装至10α角旋转夹具的3产品安装孔内，在控制界面输入活塞杆位移和偏转角度的对应关系就能进行试验了，并且在不拆装产品的前提下能实现α转角和β转角两个方向的转角耐久试验。解决了传统万向接头试验系统加载系统液压缸，需要通过机械位置调整，靠机械限位机构进行位置控制，是只能实现单一角度的万向接头偏转试验的缺陷。

加载力可控。本发明采用两个编码器根据数值分析中的牛顿插值进行曲线拟合，加载过程加载力可控，不容易损坏产品。通过精确控制以达到产品的测试结果，实现输入值活塞杆位移与输出量转角偏移的对应函数关系，万向接头角度按照控制的试验要求，并反映出耐久试验过程的真实数据，彻底解决了作动筒耐久试验过程中不能实现更好模拟飞机飞行过程的实际工作情况，为作动筒产品改进提供准确的数据基础。

控制精度高。本发明采用与β角旋转伺服电机9在空间上呈互为垂直固定于β角旋转夹具8的耦合结构，避开了万向接头和加载缸组成的连杆结构的死点。通过伺服电机控制实现作动筒耐久试验过程万向接头按指定角度进行偏转，更准确地模拟作动筒在飞机运行过程的工况，分两级施加预载荷,能够有效消除连接夹具问隙和自身重量对试验的影响,同时施加一定的预紧力,利于平稳过渡到下一级载荷状态,减小了加载通道初始瞬间冲击所产生的误差,更有利于试验调试，不仅使万向接头实现了控制万向接头的偏转角度控制，而且控制精度保证在5％以内。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明作动筒万向接头伺服耐久试验装置的剖视图。

图2是图1的β角旋转夹具侧视图。

图3是图1的α角旋转夹具的侧视图。

图4是图1的转角装置基座的俯视图。

图5是图2转角装置基座的侧视图。

图6是本发明上位机控制电路的示意图。

图7是图6信号处理模闭环控制逻辑电路示意图。

图中：1α角旋转夹具安装孔，2旋转定位孔，3产品安装孔，4α角旋转夹具安装轴，5固定孔，6β角旋转伺服电机安装孔，7α角旋转伺服电机，8β角旋转夹具，9β角旋转伺服电机，10α角旋转夹具，11旋转装置基座，12α角旋转编码器，13β角旋转编码器，14连接轴。

具体实施方式

参阅图1-图5。在以下描述的优选实施例中，一种作动筒万向接头伺服耐久试验装置，包括：固定于试验台架的旋转装置基座11，固联在旋转装置基座11两侧立板中的αβ偏转夹具8和固联在αβ偏转夹具8壳体中的偏转夹具10，以及连接上位机控制电路，实现万向接头α和β两个方向偏转的伺服电机和位移传感器，用于固定安装被试产品万向接头的产品安装孔3，其中：β角旋转夹具8通过横向插入旋转装置基座11两侧立板的连接轴14，固定于旋转装置基座11的β角旋转伺服电机安装孔6中，并且安装于旋转装置基座11两侧连接轴14上装配有β检测角度偏转的β角旋转编码器13，用于α检测角度偏转的α角旋转编码器12安装于β角旋转夹具8底部；α角旋转夹具10通过β角旋转夹具8上的α角旋转夹具安装孔1，固定在β角旋转夹具8围框中，β角旋转伺服电机9通过旋转装置基座11和β角旋转夹具8一侧壁立板的固定孔6，并通过连接轴14连接β角旋转夹具8，α角旋转伺服电机7通过α角旋转夹具安装轴4连接α角旋转夹具10，与β角旋转伺服电机9在空间上呈互为垂直固定于β角旋转夹具8的耦合结构，万向接头转动角度随活塞杆伸出位移偏转非线性轨迹角度。以活塞杆的位移量为输入，万向接头的偏转角度为输出，通过数值分析的牛顿插值算法进行曲线拟合，从而达到万向接头按活塞杆的伸出位移进行偏转的耐久试验过程，更准确地模拟了作动筒在飞机运行过程的工况。

首先将图1所示加工完成后组件中的β角旋转夹具8按照图1装配关系，通过连接轴14固定于旋转装置基座11的β角旋转伺服电机安装孔6，再将α角旋转夹具10通过β角旋转夹具8上的α角旋转夹具安装孔1进行安装，然后将β角旋转伺服电机9固定于旋转装置基座11的固定孔6，并通过连连接轴14与β角旋转夹具8连接，将α角旋转伺服电机7固定于β角旋转夹具8，并通过α角旋转夹具安装轴4与α角旋转夹具10连接，最后将用于β检测角度偏转的β角旋转编码器13安装于旋转装置基座11，用于α检测角度偏转的α角旋转编码器12安装于β角旋转夹具8底部，并将图1旋转装置装配图固定于试验台，产品安装孔3用于固定安装产品万向接头。参阅图6、图7。

参阅图6图7。上位机控制电路包括：与上位机进行双向通信的信号处理模块和串联在信号处理模块的变送器和位移传感器，信号处理模块通过α伺服驱动器连接α角旋转伺服电机，通过β伺服驱动器连接β角旋转伺服电机7，通过并联的α变送器、β变送器分别连接α角旋转编码器12和β角旋转编码器13。信号处理模块包括顺次串联的脉冲发生器、伺服驱动器和伺服机，采集伺服机的编码器，将编码器采集信号反馈给上位机PID算法模块组成的闭环控制逻辑电路。

上位机根据活塞杆输入行程与万向接头对应输出的映射偏转角度，将PID算法模块运算后的目标偏转角度的目标信号传递给信号处理模块，向α伺服驱动器发出控制α角旋转伺服电机7进行角度偏转的驱动信号，同时固定于β角旋转夹具8与α、β角旋转夹具10相连的α角旋转编码器12、β角旋转编码器13，实时采集被试产品耐久试验过程的α、β转角的实际偏转角度，并将采集值通过α变送器、β变送器转换后，传递给信号处理模块进行处理，传输给上位机。上位机通过PID算法模块的样条插值拟合后的偏转角度目标值与目标函数值的偏差对比，PID算法模块将比较差值进行PID算法运算，通过信号处理模块将运算指令信号传递给α角旋转编码器12、β角旋转编码器13，通过α伺服驱动器、β伺服驱动器，控制α角旋转伺服电机7、α角旋转伺服电机纠正偏转角度偏差，从而实现了作动筒，地面模拟飞机飞行工况，完成万向接头α偏转角度和β偏转角度随活塞杆伸出位移进行偏转的耐久试验过程。

位移传感器采集到的作动筒位移信号经变送器转换后由信号处理模块传递给上位机，上位机通过PID算法模块信号处理运算后通过与信号处理模块相连的α伺服驱动器、β伺服驱动器控制α角旋转伺服电机7、β角旋转伺服电机9的正向反向旋转进而控制α角旋转夹具10、β角旋转夹具8的旋转带动产品万向接头旋转，具有急停和故障复位功能。

在α角、β角伺服控制中：上位机输入目标角度值经过PID算法模块运算后，将信号发送给信号处理模块通过脉冲发生器将产生的脉冲信号传递给α、β伺服驱动器，控制角旋转伺服电机7、β角旋转伺服电机9进行旋转，α角旋转夹具10、β角旋转夹具8固定于伺服电机轴进而带动产品万向接头进行旋转，固定于β角旋转夹具8与α角旋转夹具10相连的α角旋转编码器12、β角旋转编码器13，采集安装于产品安装孔3的作动筒万向接头α、β角方向的实际偏转角度值，通过α变送器、β变送器将信号处理成标准电信号后传递给信号处理模块处理，传输给上位机，上位机通过PID算法模块将安装于产品安装孔3的作动筒万向接头实际偏转角度与目标偏转角度进行对比，得到角度偏差，对其角度偏差值进行PID算法比例积分微分，在积分I(Integral)控制中，PID控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系，在微分D(Differential)控制中，PID控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳；比例P(Proportion)控制比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例P比例调节立即产生调节作用用以减少偏差，PID控制器根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，最后获得一个较为理想的比例、积分、微分控制PID(Proportion IntegrationDifferentiation)参数，PID算法模块将运算后的结果由信号处理模块重新生成为控制信号，传递给α伺服驱动器、β伺服驱动器控制角旋转伺服电机7、β角旋转伺服电机9进进行偏转角度调整，首先调整P值大小，当出现震荡时应调小P值，实际值和设定值存在静差时应调大P值，相应调节I值和D值，从小到大顺序查是比例后积分，最后再把微分加曲线。

PID算法模块通过牛顿插值算法拟合输入输出函数值关系，旋转角度与活塞杆位移是非线性的关系，如果将各段位移偏转角度关系近似作线性处理，在部分趋近于线性的位移与偏转角度关系进行的试验结果还不错，但是在转折点位置因为没有平滑过渡，所以容易造成整个系统振荡，影响产品试验甚至损坏产品，在所以选择数值分析方法中的牛顿插值法对试验数据进行插值拟合，可以保证曲线在目标点处的平滑。将拟合后的插值多项式作为PID算法模块目标值输入。

PID算法模块拟合活塞杆位移x与万向接头偏转角度y的对应关系，通过牛顿插值法构造差值多项式

式中，K_p为比例增益；T_t为积分时间常数；T_D为微分时间常数，u(t)为信号输出，e(t)为给定信号与测量值y(x)-y_i的差值，y＝f(x₀)+(x-x₀)f(x₀,x₁)+(x-x₀)(x-x₁)f(x₀,x₁,x₂)+…+(x-x₀)(x-x₁)…(x-x_n)f(x₀,x₁,…,x_n)，其中，f(x₀,x₁,…,x_n)为n阶差商；用户使用时只需输入活塞杆位移x和万向接头偏转角度y的对应点值，自动拟合出映射关系函数。

以上所述为本发明较佳实施例，应该注意的是上述实施例对本发明进行说明，然而本发明并不局限于此，并且本领域技术人员在脱离所附权利要求的范围情况下可设计出替换实施例。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种作动筒万向接头伺服耐久试验装置，包括：固定于试验台架的旋转装置基座(11)，固联在旋转装置基座(11)两侧立板中的β偏转夹具(8)和固联在β偏转夹具(8)壳体中的偏转夹具(10)，以及上位机控制电路连接实现万向接头α和β两个方向偏转的伺服电机和位移传感器，用于固定安装被试产品万向接头的产品安装孔(3)，其特征在于：β角旋转夹具(8)通过横向插入旋转装置基座(11)两侧立板的连接轴(14)，固定于旋转装置基座(11)的β角旋转伺服电机安装孔(6)中，并且安装于旋转装置基座(11)两侧连接轴(14)上装配有β检测角度偏转的β角旋转编码器(13)，用于α检测角度偏转的α角旋转编码器(12)安装于β角旋转夹具(8)底部；α角旋转夹具(10)通过β角旋转夹具(8)上的α角旋转夹具安装孔(1)，固定在β角旋转夹具(8)围框中，β角旋转伺服电机(9)通过旋转装置基座(11)和β角旋转夹具(8)一侧壁立板的固定孔(6)，并通过连接轴(14)连接β角旋转夹具(8)，α角旋转伺服电机(7)通过α角旋转夹具安装轴(4)连接α角旋转夹具(10)，与β角旋转伺服电机(9)在空间上呈互为垂直固定于β角旋转夹具(8)的耦合结构，β偏转夹具(8)，α偏转夹具(10)，通过耦合结构伺服电机按照β角旋转编码器(13)、α角旋转编码器(12)和β角旋转编码器(13)给定的目标偏转角度进行转动，上位机通过PID算法实现对伺服电机的控制万向接头α和β两个方向的偏转角度，万向接头按照作动筒试验要求进行角度偏转，跟随产品活塞杆位移进行变化转动角度，随活塞杆伸出位移偏转产生非线性轨迹角度，两个编码器根据数值分析中的牛顿插值进行曲线拟合，实现输入值活塞杆位移与输出量转角偏移的对应函数关系，通过PID算法完成产品活塞杆位移变化过程的耐久试验。

2.如权利要求1所述的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，其特征在于：β角旋转夹具(8)通过连接轴(14)固定于旋转装置基座(11)的β角旋转伺服电机安装孔(6)；α角旋转夹具(10)通过β角旋转夹具(8)上的α角旋转夹具安装孔(1)进行安装，β角旋转伺服电机(9)固定于旋转装置基座(11)的固定孔(6)，通过连连接轴(14)与β角旋转夹具(8)连接；α角旋转伺服电机(7)固定于β角旋转夹具(8)，并通过α角旋转夹具安装轴(4)与α角旋转夹具(10)连接；用于β检测角度偏转的β角旋转编码器(13)安装于旋转装置基座(11)，用于α检测角度偏转的α角旋转编码器(12)安装于β角旋转夹具(8)底部，并固定于试验台。

3.如权利要求1所述的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，其特征在于：上位机控制电路包括：与上位机进行双向通信的信号处理模块和串联在信号处理模块的变送器和位移传感器，信号处理模块通过α伺服驱动器连接α角旋转伺服电机，通过β伺服驱动器连接β角旋转伺服电机(7)，通过并联的α变送器、β变送器分别连接α角旋转编码器(12)和β角旋转编码器13。

4.如权利要求1所述的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，其特征在于：信号处理模块包括顺次串联的脉冲发生器、伺服驱动器和伺服机，采集伺服机的编码器，将编码器采集信号反馈给上位机PID算法模块组成的闭环控制逻辑电路。

5.如权利要求1所述的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，其特征在于：上位机根据活塞杆输入行程与万向接头对应输出的映射偏转角度，将PID算法模块运算后的目标偏转角度的目标信号传递给信号处理模块，向α伺服驱动器发出控制α角旋转伺服电机(7)进行角度偏转的驱动信号，同时固定于β角旋转夹具(8)与α、β角旋转夹具(10)相连的α角旋转编码器(12)、β角旋转编码器(13)，实时采集被试产品耐久试验过程的α、β转角的实际偏转角度，并将采集值通过α变送器、β变送器转换后，传递给信号处理模块进行处理，传输给上位机。

6.如权利要求1所述的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，其特征在于：上位机通过PID算法模块的样条插值拟合后的偏转角度目标值与目标函数值的偏差对比，PID算法模块将比较差值进行PID算法运算，通过信号处理模块将运算指令信号传递给α角旋转编码器(12)、β角旋转编码器(13)，通过α伺服驱动器、β伺服驱动器，控制α角旋转伺服电机(7)、α角旋转伺服电机纠正偏转角度偏差，从而实现了作动筒，地面模拟飞机飞行工况，完成万向接头α偏转角度和β偏转角度随活塞杆伸出位移进行偏转的耐久试验过程。

7.如权利要求1所述的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，其特征在于：位移传感器采集到的作动筒位移信号经变送器转换后由信号处理模块传递给上位机，上位机通过PID算法模块信号处理运算后通过与信号处理模块相连的α伺服驱动器、β伺服驱动器控制α角旋转伺服电机(7)、β角旋转伺服电机(9)的正向反向旋转进而控制α角旋转夹具(10)、β角旋转夹具(8)的旋转带动产品万向接头旋转。

8.如权利要求1所述的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，其特征在于：在α角、β角伺服控制中：上位机输入目标角度值经过PID算法模块运算后，将信号发送给信号处理模块，通过脉冲发生器将产生的脉冲信号传递给α、β伺服驱动器，控制角旋转伺服电机(7)、β角旋转伺服电机(9)进行旋转，α角旋转夹具(10)、β角旋转夹具(8)固定于伺服电机轴进而带动产品万向接头进行旋转，固定于β角旋转夹具(8)与α角旋转夹具(10)相连的α角旋转编码器(12)、β角旋转编码器(13)，采集安装于产品安装孔(3)的作动筒万向接头α、β角方向的实际偏转角度值，通过α变送器、β变送器将信号处理成标准电信号后传递给信号处理模块处理，传输给上位机。

9.如权利要求8所述的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，其特征在于：上位机通过PID算法模块将安装于产品安装孔(3)的作动筒万向接头实际偏转角度与目标偏转角度进行对比，得到角度偏差，对其角度偏差值进行PID算法比例积分微分，在积分I(Integral)控制中，PID控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系，在微分D(Differential)控制中，PID控制器的输出与输入误差信号的微分成正比关系；PID控制器根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，获得比例、积分、微分控制PID参数，PID算法模块将运算后的结果由信号处理模块重新生成为控制信号，传递给α伺服驱动器、β伺服驱动器控制角旋转伺服电机(7)、β角旋转伺服电机(9)进行偏转角度调整，首先调整P值大小，当出现震荡时应调小P值，实际值和设定值存在静差时应调大P值，相应调节I值和D值，从小到大顺序查是比例后积分，再把微分加曲线。

10.如权利要求9所述的作动筒万向接头伺服耐久试验装置，其特征在于：PID算法模块拟合活塞杆位移x与万向接头偏转角度y的对应关系，通过牛顿插值法构造差值多项式

式中，K_p为比例增益；T_t为积分时间常数；T_D为微分时间常数，u(t)为信号输出，e(t)为给定信号与测量值y(x)-y_i的差值，y＝f(x₀)+(x-x₀)f(x₀,x₁)+(x-x₀)(x-x₁)f(x₀,x₁,x₂)+…+(x-x₀)(x-x₁)…(x-x_n)f(x₀,x₁,…,x_n)，其中，f(x₀,x₁,…,x_n)为n阶差商；用户使用时只需输入活塞杆位移x和万向接头偏转角度y的对应点值，自动拟合出映射关系函数。

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