CN112555232A - 用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法及系统 - Google Patents

用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法及系统，包括：步骤S1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取第一小马达小信号下综合数据测试信息；步骤S2：依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试；步骤S3：判断三只马达的性能，获取马达性能判断信息；步骤S4：根据马达性能判断信息，获取马达性能调整控制信息；步骤S5：获取用于三冗余电液伺服阀叠加调试结果信息。本发明利用小信号测试系统对三余度电液伺服阀在零位附近的性能开展量化、精细化测量，脱离常规的调试方法，三组马达叠加调试过程得到量化，叠加调试时更有针对性。

Description

用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法及系统
技术领域
本发明涉及适用于高可靠运载火箭伺服系统技术领域，具体地，涉及一种用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法及系统。
背景技术
三冗余电液伺服阀具有高可靠、输出特性好等优点，是新型运载火箭配套伺服机构发展的重要趋势。三冗余电液伺服阀作为火箭发动机配套电液伺服机构的关键元器件之一，其输出可靠性直接制约未来电液伺服机构可靠性的提高。
对于伺服机构配套的伺服阀而言，大部分时候是工作在零位附近，因此其零位特性以及零位稳定性尤其重要。三冗余电液伺服阀采用三个力矩马达，在装调过程中三个马达的零位不可能达到完全一致，若三组马达零位稍有偏差，会产生由零位引起的“力竞争”现象，力竞争现象不仅造成伺服阀输出性能的下降，还会造成调试效率及合格率低下，无法满足产品高可靠、高效率的配套需求。
专利文献CN109296578B公开了一种三冗余电液伺服阀零位组合调整装置及其调整方法，桥式节流装置设置在下壳体上，并与下壳体上的A口和B口连通，用于放大A口和B口的压力数值，多个压力传感器设置在下壳体上，分别与下壳体上的A口、B口、第一前置级口和第二前置级口连通，用于检测三冗余电液伺服阀的A口、B口、第一前置级口和第二前置级口的压力。本发明结构简单，操作便捷，能够对三组力矩马达的机械零位进行检测并精确调节，使得三组马达叠加调试过程得到量化，可减轻或消除三组力矩马达机械零位之间的相互干涉现象，适用于冗余类型伺服阀叠加调试过程。该专利的结构和技术效果仍有待提高的空间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法及系统。
根据本发明提供的一种用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法，包括：步骤S1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取第一小马达小信号下综合数据测试信息；步骤S2：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息，依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，获取第二小马达小信号下综合数据测试信息、第三小马达小信号下综合数据测试信息；步骤S3：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息、第二小马达小信号下综合数据测试信息以及第三小马达小信号下综合数据测试信息，判断三只马达的性能，获取马达性能判断信息；步骤S4：根据马达性能判断信息，获取马达性能调整控制信息；步骤S5：根据马达性能调整控制信息，调整马达性能，获取用于三冗余电液伺服阀叠加调试结果信息。
优选地，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取以下任意一种：
-第一小马达小信号下零偏信息；
-第一小马达小信号下重叠量信息；
-第一小马达小信号下对称性信息；
-第一小马达小信号下流量增益信息；
优选地，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息，依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，获取第二小马达小信号下综合数据测试信息、第三小马达小信号下综合数据测试信息；
所述第二小马达小信号下综合数据测试信息包括：
-第二小马达小信号下零偏信息；
-第二小马达小信号下重叠量信息；
-第二小马达小信号下对称性信息；
-第二小马达小信号下流量增益信息；
所述第三小马达小信号下综合数据测试信息包括：
-第三小马达小信号下零偏信息；
-第三小马达小信号下重叠量信息；
-第三小马达小信号下对称性信息；
-第三小马达小信号下流量增益信息；
优选地，所述步骤S4包括：
步骤S4.1：根据马达性能判断信息，判断三只马达性能是否一致，若是，则马达叠加调试信息；
若否，则获取马达性能不一致判断结果信息。
优选地，所述步骤S4包括：
步骤S4.2：根据马达性能不一致判断结果信息，获取马达性能调整控制信息。
根据本发明提供的一种用于三冗余电液伺服阀叠加调试的系统，包括：模块M1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取第一小马达小信号下综合数据测试信息；模块M2：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息，依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，获取第二小马达小信号下综合数据测试信息、第三小马达小信号下综合数据测试信息；模块M3：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息、第二小马达小信号下综合数据测试信息以及第三小马达小信号下综合数据测试信息，判断三只马达的性能，获取马达性能判断信息；模块M4：根据马达性能判断信息，获取马达性能调整控制信息；模块M5：根据马达性能调整控制信息，调整马达性能，获取用于三冗余电液伺服阀叠加调试结果信息。
优选地，所述模块M1包括：
模块M1.1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取以下任意一种：
-第一小马达小信号下零偏信息；
-第一小马达小信号下重叠量信息；
-第一小马达小信号下对称性信息；
-第一小马达小信号下流量增益信息；
优选地，所述模块M2包括：
模块M2.1：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息，依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，获取第二小马达小信号下综合数据测试信息、第三小马达小信号下综合数据测试信息；
所述第二小马达小信号下综合数据测试信息包括：
-第二小马达小信号下零偏信息；
-第二小马达小信号下重叠量信息；
-第二小马达小信号下对称性信息；
-第二小马达小信号下流量增益信息；
所述第三小马达小信号下综合数据测试信息包括：
-第三小马达小信号下零偏信息；
-第三小马达小信号下重叠量信息；
-第三小马达小信号下对称性信息；
-第三小马达小信号下流量增益信息；
优选地，所述模块M4包括：
模块M4.1：根据马达性能判断信息，判断三只马达性能是否一致，若是，则马达叠加调试信息；
若否，则获取马达性能不一致判断结果信息。
优选地，所述模块M4包括：
模块M4.2：根据马达性能不一致判断结果信息，获取马达性能调整控制信息。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明利用小信号测试系统对三余度电液伺服阀在零位附近的性能开展量化、精细化测量，脱离常规的调试方法，三组马达叠加调试过程得到量化，叠加调试时更有针对性；
2、本发明中，小信号测试系统操作便捷，避免了全行程测试的能量损耗，并提高调试效率；
3、本发明能够保证三冗余伺服阀的零位精度与稳定性，提高伺服阀的工作可靠性；
4、本发明采用小信号测试与大信号测试分离，解决了一套测试系统无法兼顾小信号与大信号测试精度的问题，保持了伺服阀在小信号下的测试精度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明实施例中的小信号测试系统原理示意图。
图2是本发明实施例中的三冗余电液伺服阀三只马达小信号性能测试原理示意图。
图3是本发明实施例中的三冗余电液伺服阀叠加调试过程原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提出一种用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法，通过小信号测试系统得到三冗余电液伺服阀零位附近的精确性能，在整阀的叠加调试过程中根据小信号测试结果进行精确调整。
本发明采用技术方案如下：在三冗余电液伺服阀调试过程中，三个力矩马达完成装配，在小信号测试系统中对第一个马达在小信号下的零偏、重叠量、对称性与流量增益等进行测试，完成测试后再依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，若三只马达的性能一致，则进行下一步的叠加调试；若三只马达的性能不一致，则重新返回小信号测试系统重新进行调整，性能一致后进行三马达叠加调试。
针对三冗余电液伺服阀三个马达叠加调试过程，安装第一只马达后，并利用小信号测试系统判读综合零位1，得到实际的综合零位数值大小和偏置方向(分正向和负向)；其次叠加安装第二只力矩马达，安装后判读综合零位2，得到实际的综合零位数值大小和偏置方向(分正向和负向)；再次叠加安装第三只力矩马达，安装后判读综合零位3，得到实际的综合零位数值大小和偏置方向(分正向和负向)，判断上述安装叠加各马达后3个综合零位的偏置方向是否相同，若相同可采用调整三冗余电液伺服阀阀芯阀套零位的方式调整综合零位3，当数值很小趋近于零时，则完成三冗余电液伺服阀叠加调试过程。
图1是小信号测试系统原理示意图。
小信号测试系统主要由电子控制器、流量检测模块、数据处理模块、测试台体等部分组成，被测阀安装在测试台体上，通过流量检测模块采集流量等信息，并输入到电子控制器中，经过数据处理模块进行数据处理，计算被测阀在小信号下的零偏、对称性、重叠量等性能指标，并在电子控制器上显示。
图2是三冗余电液伺服阀三只马达小信号测试原理图。
在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，在小信号测试系统中对第一只马达在小信号下的零偏、重叠量、对称性与流量增益等进行测试，完成测试后再依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，若三只马达的性能一致，则可进行下一步的叠加调试；若三只马达的性能不一致，则重新返回小信号测试系统，根据之前在小信号系统中测试的量化结果，对力矩马达重新进行调整直至三个马达的性能一致后，再进行三马达叠加调试。
图3是三冗余电液伺服阀叠加调试过程原理图。
完成三冗余电液伺服阀三只马达小信号测试后，进入叠加调试环节，叠加调试环节需要对三只马达进行安装叠加，当三只马达全部叠加完毕，且测试性能均符合技术指标要求时才可认为完成三冗余电液伺服阀叠加调试。三冗余电液伺服阀叠加调试流程如下：首先安装第一只马达，并利用小信号测试系统判读综合零位1，得到实际的综合零位数值大小和偏置方向(分正向和负向)；其次叠加安装第二只力矩马达，安装后利用小信号测试系统判读综合零位2，得到实际的综合零位数值大小和偏置方向(分正向和负向)；再次叠加安装第三只力矩马达，安装后利用小信号测试系统判读综合零位3，得到实际的综合零位数值大小和偏置方向(分正向和负向)，判断上述叠加过程安装各个马达后各个综合零位的偏置方向是否相同，若相同可采用调整三冗余电液伺服阀阀芯阀套零位的方式使综合零位3趋近于零，数值越低则可说明三冗余电液伺服阀零位附近性能好。若不相同则需返回对安装第二只或第三只力矩后的综合零位进行调整，直至满足要求。当调整三冗余电液伺服阀阀芯阀套零位后使综合零位3数值很小，趋近于零时，则完成三冗余电液伺服阀叠加调试过程。
具体地，在一个实施例中，一种用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法，其特征在于，包括：
步骤D1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取第一小马达小信号下综合数据测试信息；
步骤D2：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息，依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，获取第二小马达小信号下综合数据测试信息、第三小马达小信号下综合数据测试信息；
步骤D3：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息、第二小马达小信号下综合数据测试信息以及第三小马达小信号下综合数据测试信息，判断三只马达的性能，获取三只马达的进入下一步骤的调试信息；
步骤D4：三冗余电液伺服阀三只马达叠加调试：首先任意选取第一只马达安装在电液伺服阀上，并利用小信号测试系统判读第一只马达的综合零位1，得到实际的综合零位数值大小和偏置方向(分正向和负向)；这里第一只马达已完成安装。
步骤D5：其次叠加安装第二只力矩马达，安装后利用小信号测试系统判读综合零位2，得到实际的综合零位数值大小和偏置方向(分正向和负向)；这里第一只、第二只马达已完成安装。
步骤D6：再次叠加安装第三只力矩-马达，安装后利用小信号测试系统判读综合零位3，得到实际的综合零位数值大小和偏置方向(分正向和负向)。这里第一只、第二只马达、第三只马达均已完成安装。
步骤D7：判断上述(步骤D4、步骤D5、步骤D6)叠加过程安装各个马达后各个综合零位(综合零位1、综合零位2、综合零位3)的偏置方向(正向或负向)是否相同，若相同可采用调整三冗余电液伺服阀阀芯阀套零位的方式使综合零位3趋近于零，数值越低则可说明三冗余电液伺服阀零位附近性能好。若不相同则需返回对安装第二只或第三只力矩后的综合零位进行调整，直至满足要求。当调整三冗余电液伺服阀阀芯阀套零位后使综合零位3数值很小，趋近于零时，则完成三冗余电液伺服阀叠加调试过程。
上述过程是本文整个专利的核心装配与调试过程，前述(步骤S1、步骤S2、步骤S3)用于完成马达装配与初步调试过程，前述(步骤S4、步骤S5、步骤S6、步骤S7)用于完成马达调试过程，直至最终完成整阀的调试过程。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取第一小马达小信号下综合数据测试信息；
步骤S2：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息，依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，获取第二小马达小信号下综合数据测试信息、第三小马达小信号下综合数据测试信息；
步骤S3：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息、第二小马达小信号下综合数据测试信息以及第三小马达小信号下综合数据测试信息，判断三只马达的性能，获取马达性能判断信息；
步骤S4：根据马达性能判断信息，获取马达性能调整控制信息；
步骤S5：根据马达性能调整控制信息，调整马达性能，获取用于三冗余电液伺服阀叠加调试结果信息。
2.根据权利要求1所述的用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取以下任意一种：
-第一小马达小信号下零偏信息；
-第一小马达小信号下重叠量信息；
-第一小马达小信号下对称性信息；
-第一小马达小信号下流量增益信息。
3.根据权利要求1所述的用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息，依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，获取第二小马达小信号下综合数据测试信息、第三小马达小信号下综合数据测试信息；
所述第二小马达小信号下综合数据测试信息包括：
-第二小马达小信号下零偏信息；
-第二小马达小信号下重叠量信息；
-第二小马达小信号下对称性信息；
-第二小马达小信号下流量增益信息；
所述第三小马达小信号下综合数据测试信息包括：
-第三小马达小信号下零偏信息；
-第三小马达小信号下重叠量信息；
-第三小马达小信号下对称性信息；
-第三小马达小信号下流量增益信息。
4.根据权利要求1所述的用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S4.1：根据马达性能判断信息，判断三只马达性能是否一致，若是，则马达叠加调试信息；
若否，则获取马达性能不一致判断结果信息。
5.根据权利要求1所述的用于三冗余电液伺服阀叠加调试的方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S4.2：根据马达性能不一致判断结果信息，获取马达性能调整控制信息。
6.一种用于三冗余电液伺服阀叠加调试的系统，其特征在于，包括：
模块M1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取第一小马达小信号下综合数据测试信息；
模块M2：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息，依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，获取第二小马达小信号下综合数据测试信息、第三小马达小信号下综合数据测试信息；
模块M3：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息、第二小马达小信号下综合数据测试信息以及第三小马达小信号下综合数据测试信息，判断三只马达的性能，获取马达性能判断信息；
模块M4：根据马达性能判断信息，获取马达性能调整控制信息；
模块M5：根据马达性能调整控制信息，调整马达性能，获取用于三冗余电液伺服阀叠加调试结果信息。
7.根据权利要求6所述的用于三冗余电液伺服阀叠加调试的系统，其特征在于，所述模块M1包括：
模块M1.1：在三冗余电液伺服阀调试过程中，单个力矩马达装配完成后，获取以下任意一种：
-第一小马达小信号下零偏信息；
-第一小马达小信号下重叠量信息；
-第一小马达小信号下对称性信息；
-第一小马达小信号下流量增益信息。
8.根据权利要求6所述的用于三冗余电液伺服阀叠加调试的系统，其特征在于，所述模块M2包括：
模块M2.1：根据第一小马达小信号下综合数据测试信息，依次进行第二只马达与第三只马达在小信号下的性能测试，获取第二小马达小信号下综合数据测试信息、第三小马达小信号下综合数据测试信息；
所述第二小马达小信号下综合数据测试信息包括：
-第二小马达小信号下零偏信息；
-第二小马达小信号下重叠量信息；
-第二小马达小信号下对称性信息；
-第二小马达小信号下流量增益信息；
所述第三小马达小信号下综合数据测试信息包括：
-第三小马达小信号下零偏信息；
-第三小马达小信号下重叠量信息；
-第三小马达小信号下对称性信息；
-第三小马达小信号下流量增益信息。
9.根据权利要求6所述的用于三冗余电液伺服阀叠加调试的系统，其特征在于，所述模块M4包括：
模块M4.1：根据马达性能判断信息，判断三只马达性能是否一致，若是，则马达叠加调试信息；
若否，则获取马达性能不一致判断结果信息。
10.根据权利要求6所述的用于三冗余电液伺服阀叠加调试的系统，其特征在于，所述模块M4包括：
模块M4.2：根据马达性能不一致判断结果信息，获取马达性能调整控制信息。
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