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5 部分实验内容设计及测试分析 (1)稳态压力－电流线性特性实验 试验中系统负载力保持某一恒定值，在稳定工况下运行。 在虚拟信号发生器中以频率为0.04Hz的矩形波电压信号在有效控制输入电流信号100至800mA之间输入连续增大或减小的电信号，被测阀口开度也随之变化。 重复试验10次，将测得的压力值采集至计算机，在LabVIEW中记录显示并在Matlab中得到被测试阀从最低(高)开启压力运行到最高(低)工作压力的一个完整周期的两条p－I特性拟合曲线(图3)，可得出该测试阀的线性度、重复精度等特性参数。 图3 稳态压力－电流线性度拟合曲线图 分析图3可知：在输入电流为100～250mA时，压力信号数据采集点产生波动，说明该信号在该段区域存在一定的非线性，其非线性最大偏差值在240～250mA点处，线性度为2.47%，小于比例阀出厂规定的3.5%线性误差，表明比例溢流阀在试验工况下工作性能稳定，线性度在正常允许范围内，且测试精度可精确至0.01%，实验设计合理。 (2)稳态负载特性实验 在低压小流量工况下保持恒定负载，此时给被测阀一个控制信号，通过压力传感器11、12、13、14测量压力点p1、p2、p3、p4的实时变化。在若干组不同时间间隔内(如1s，3s，5s…；3s，6s，9s…)观测各个压力测量点的波动变化。通过LabVIEW和Matlab对数据进行采集和时域、频域分析。此实验可对比p1、p2、p3、p4压力点的动态变化过程，可反映出被测阀的动态特性以及调压过程中液压系统产生压力脉动的成因。时域分析结果见图4。 图4 p1点时域信号 由图4可知：被测阀在调定5.5MPa压力值后系统平稳运行采集到的压力点位不规则波动，表明在该试验工况下，工作液压缸克服负载工作时对系统管路产生一定的压力扰动；此外，试验中可能出现了工作液压缸在克服负载时行进阻滞或受到短时较强的外界干扰，因此在18200、18900、19300的实时采样点处出现了幅值较大的波动。频域分析结果见图5、6。 对压力数据时域采集点进行FFT频域分析(图5)，由分析可知：该压力信号中出现了3个较大波动幅值的峰值，即其包含有：10、30、60Hz3种频率成分，其峰值分别为650、170、90。 由功率谱密度曲线(图6)可知：波形在10Hz点处有最大谱峰，其幅值为700；在50和80Hz处出现两处较大谱峰，其幅值分别为500和450；其他频率的功率谱密度能量分散，幅值多在100～400。分析表明：在低压、小流量试验工况下，比例溢流阀特性试验台系统管路产生的压力脉动能量大多集中在低频部分，且因整个系统受到了一定的外界干扰而引起轻微振动和低频压力脉动。 注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授，020-82333916 |
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