伺服液压缸动摩擦力的高精度测试方法研究
《基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法研究与实现》
《基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法研究与实现》一、引言伺服控制技术在工业自动化领域扮演着重要的角色，而摩擦力对伺服系统的影响则是导致控制精度降低的常见原因之一。
为提高伺服系统的精度与稳定性，基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法研究成为重要的研究方向。
本文旨在研究并实现一种基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法，以应对实际应用中的挑战。
二、研究背景及意义随着工业自动化的发展，高精度、高稳定性的伺服系统需求日益增长。
然而，由于机械系统中的摩擦力等因素的影响，伺服系统的性能往往难以达到预期。
因此，研究并实现基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法，对于提高工业自动化水平、推动制造业发展具有重要意义。
三、相关技术综述目前，针对伺服系统的控制方法主要包括经典控制方法、现代控制方法和智能控制方法等。
其中，经典控制方法如PID控制等在工程实践中得到广泛应用。
然而，这些方法往往难以处理复杂的非线性因素，如摩擦力等。
因此，研究人员开始尝试引入现代控制方法和智能控制方法，如模糊控制、神经网络控制等，以实现更高的控制精度和稳定性。
四、基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法研究1. 摩擦力分析与建模首先，需要对机械系统中的摩擦力进行深入分析，建立准确的摩擦力模型。
通过分析摩擦力的产生原因、影响因素及变化规律，为后续的摩擦补偿提供依据。
2. 传统伺服控制方法的改进针对传统伺服控制方法在处理非线性因素时的局限性，本研究在传统控制方法的基础上进行改进。
通过引入摩擦补偿策略，提高伺服系统的抗干扰能力和控制精度。
3. 智能控制方法的引入为进一步提高伺服系统的性能，本研究引入智能控制方法，如模糊控制、神经网络控制等。
通过训练和学习，使系统能够自适应地处理各种复杂工况下的摩擦力干扰，实现高精度的伺服控制。
五、实现方法与实验结果1. 实现方法本研究首先搭建了伺服系统实验平台，通过分析机械系统中的摩擦力，建立准确的摩擦力模型。
然后，在传统控制方法的基础上引入摩擦补偿策略，并通过智能控制方法的训练和学习，实现高精度的伺服控制。
《基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法研究与实现》
《基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法研究与实现》一、引言随着现代工业自动化和智能制造的快速发展，高精度伺服控制技术在各个领域的应用越来越广泛。
然而，由于机械系统中存在的摩擦力等因素的影响，伺服系统的精度和稳定性常常受到限制。
为了解决这一问题，本文提出了一种基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法，旨在提高伺服系统的性能和精度。
二、相关技术背景伺服控制系统是一种通过反馈控制机制来精确控制机械系统运动的系统。
传统的伺服控制系统主要关注于位置、速度和加速度等控制参数的调节，而忽视了机械系统中存在的摩擦力对系统性能的影响。
摩擦力是机械系统中普遍存在的一种阻力，它会对系统的运动产生干扰，导致系统精度和稳定性的降低。
因此，如何有效地补偿摩擦力成为了提高伺服系统性能的关键问题。
三、基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法为了解决上述问题，本文提出了一种基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法。
该方法主要包括以下步骤：1. 摩擦力建模：首先，需要对机械系统中的摩擦力进行建模。
通过实验数据和理论分析，建立准确的摩擦力模型，以便后续的补偿操作。
2. 实时监测与补偿：在伺服系统运行过程中，实时监测系统的运动状态和摩擦力的变化情况。
根据监测到的数据，通过控制器对摩擦力进行实时补偿，以减小其对系统运动的影响。
3. 优化控制算法：针对不同的机械系统和应用场景，采用不同的控制算法进行优化。
例如，可以采用模糊控制、神经网络控制等智能控制算法，以提高系统的自适应能力和鲁棒性。
4. 反馈校正：通过引入反馈校正机制，对系统的运动状态进行实时校正。
当系统出现偏差时，通过反馈校正机制对控制参数进行调整，以保证系统的稳定性和精度。
四、实现过程在实际应用中，基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法的实现过程主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
1. 硬件设计：硬件设计主要包括传感器、执行器、控制器等部分的选型和设计。
传感器用于实时监测系统的运动状态和摩擦力的变化情况，执行器用于驱动机械系统进行运动，控制器则负责根据监测到的数据对系统进行控制和调整。
电液伺服系统摩擦力分析及补偿研究
阀控 对称 缸系 统 的液压 缸是 内置 位移 传感 器 的非
液压 与气动
（ ）油源 供油 压力 恒定 ， 回油压 力为 零 ； ４ 且 （ ）所 有 联接管 道都 短 而粗 ， ５ 管道 内的摩擦损 失 、 流体质 量影 响 和管道 动态 忽略 不计 。 基 于 以上假 设 ， 考 虑弹性 负 载 ， 到 动力 机 构 ３ 不 得
个 基本 方程 ［ 。 ２ Ｊ
２ １ 卑 第 ５期 ００
考虑 用速度 传感 器 。 目前 常用 的直线 式速 度传 感器 主 要 为 磁滞伸 缩式 ， 验 室对 称 液 压 缸 的 内置 位 移传 感 实 器 正是 磁滞 伸缩线 性 位移传 感 器 ， 能够 提供速度 信号 。 但 经试验发现其 速度信号性 能很 差 ， 无法 满足实 时控制 要求 ， 为此设计 了速度 观测器 ， ］原理 图如 图 ４所 示。
中图分 类号 ：Ｈ１ ７ 文献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ０４ ５ （０ ０）５０ ４ －３ Ｔ ３ Ｂ １０ －８ ８ ２ １ ０ －０ ３０
１引 言
对 称缸 ， 结构 与对 称 缸 相 同 。在 伺 服 阀接 液 压 缸 两 其
摩擦存 在 于所有 的运 动 机 械 中 ， 擦 能 给 控 制 系 摩
２１ ０ ０年 第 ５期
液 压 与 气动
４ ３
电液伺 服 系统摩 擦 力分 析 及 补偿 研 究
顾 凯 ， 长 春 ， 晓 东 李 刘
Ａｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｎ ｆｒ ｔ ｅ ｆｉｔｏ ｎ ｅ ｅ ｔｏ－ｙ ｒ ｕ ｉ ｅ ｖ ｙ ｔ ｍｓ ａｙ ｉ ｎ ｏ ｅ ｓ ｔ ｏ ｈ ｒｃ ｉ ｎ ｉ ｌ ｃ ｒ － ｄ ａ ｌｃ ｓ ｒ ｏ ｓ ｓｅ ｏ ｈ
大型轧机伺服液压缸动态特性测试方法研究
伺服 液压缸 因具有 功率 大、响应快 、精度高等优 点 而被广 泛应用 于冶金生产设 备的重 要部位 。液压缸 是 液压系统的执行机构 ，其带 载运动过程 中的响应速 度对整个 液压系统的性能有很 大影响。因此对液压缸 的动态响应特性进行精确测试 非常必要。尤其是结 晶 器振动伺服液 压缸 、轧 机液 压 压下 （ Ｇ ） 伺服 液 ＡＣ 压缸 、汽车道路谱疲劳试验机交变加 载液压缸等对 响 应速度要求高 的伺服液压缸 ，必须定 期对其 动态响应 特性进行精确测试 。 １ 伺 服缸 动态 性能测 试 现状 目前伺服液 压 缸 的带载 动态 响应 测 试方 法 主要 是 ：测试 时 ，两个伺 服液压缸 竖直叠放 置于闭式机架 内。其中上面伺 服液压缸为被测试对 象 ，下 面的伺 服 液压缸为提供加载力 的加载液压缸 ，闭式机架 ，只是 起 固定支撑液压缸 的作用 。在测试过程 中下面加载液
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ Ｄｙ ａ ｉ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ Ｔｅ ｔｎｇ Ｍ ｅ ｈｏ ｓ ａ ｃ ｎ ｎ ｍ ｃ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｓ ｉ ｔ ｄ ｆ ｒ Ｌａ ｇ ・ ｃ ｌ ｌｉ ｉ ｒ ｏ・ｙ ｉ ｄｅ ｏ ｒ ห้องสมุดไป่ตู้－ ａ ｅ Ｒｏ ｌｎｇ Ｍ ｌ Ｓｅ ｖ － ｌｎ ｒ ｓ ｌ ｃ
摘 要 ：分析 目前伺服 液压 缸动态特性测试方法的研究现状 ，提出一种新 的大 型轧机伺服 油缸动态 特性测试 方法 ，阐明
了液压 系统 的组成 和测试 方法 ，介绍 了计算 机辅 助测 试软件及 其流程。该测 试方法 已在为某钢铁 公司研制 的试验 台中得 以
实现 。
关键词 ：轧 机 ；伺服缸 ；动态 特性 ；测试 中图分类号 ：Ｔ ３ ． ； Ｈ１７ ５ Ｈ１７ ９ Ｔ ３ ． １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ —３ ８ ２ １ ）１ ０ ８— ０ １ ８ １（０ １ ９— ２ ３
伺服液压缸静动态性能测试系统研究
ｓ ｓ Ｆｉ ａ ｌ ｉ ｉ ｎ ｉ ｔ ｄ ｆ ｏ ｔ ｅ ｔ ｓ ｉ ｇ ｒ ｓ ｌｓｔ ａ ｈ ｓ ｓ ｓ ｅ ｐ ｓ ｅ ｓ ｓｈ ｇ ｅ ｔ ｇ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ａ ｄ ａ － ｉ ． ｎ ｌ ｔ ｓ ｉ ｄ ｃ ｅ ｒ ｍ ｈ ｅ ｔ ｅ ｕ ｔ ｈ ｔｔ ｉ ｙ ｔ ｍ ｓ ｓ ｅ ｉ ｈ ｔ ｓ ｉ ｒ ｃ ｓｏ ｎ ｕ ｙ， ａ ｎ ｏ ｎ
１６２ ２０ ） ５ ２ － ０ １ 的测试 方 法进行 测试 ， 试精 度会 受影 响甚 至无 法 准确 测试 ． 液压 缸 的带载 频率 响应 测试 测 而 方 法须 借助 加 载缸 ， 这种 方法存 在 的 问题 是 被测 试伺 服 液压 缸 的 频率 响应 指标 中包 含 有 闭式 机 架 内加 载 液 压缸 的频 率 响应指 标 ， 而影 响 测试 结果 ． 从 为此 开 发 了一套 新 的测试 系统 ， 文将 对其 进行 简单 介绍 ． 本
ｔ ｍａ ｉｎ ｌ ｖ ． ｏ ｔｏ ｅ ｅ１
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｖ ｙ ｉ ｄ ｒ ｔ ｓ ｉ ｇ；ｃ ｏ ｄ ｆａ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｒ ｏ ｃ ｌ ｅ ｅ ｔｎ ｎ ｌ ｓ ｒ ｍｅ；ｆ ｉ ｔ ｎ ｅ ｒｃ ｉ ｏ
液压 缸是 液压 系统 的执 行机 构 ， 的空载 起动摩 擦 力大 小 、 它 带载 运动 过程 中的摩擦 力 大小 和响应 速 度
《基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法研究与实现》
《基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法研究与实现》一、引言随着现代工业自动化程度的不断提高，高精度伺服控制技术已成为各类机械设备中不可或缺的核心技术。
然而，由于摩擦、非线性负载、外界扰动等因素的存在，使得伺服系统在实际运行中存在诸多不确定性，对控制精度造成了很大影响。
为了解决这些问题，本文提出了基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法的研究与实现。
该方法旨在通过摩擦补偿策略提高伺服系统的稳定性和控制精度，满足现代工业高精度、高稳定性的需求。
二、伺服系统的基本原理及现状分析伺服系统是一种自动控制系统，通过反馈机制对执行机构进行精确控制。
目前，传统的伺服控制方法主要依赖于精确的数学模型和线性控制策略，但在实际运行中，由于摩擦、非线性负载等因素的影响，系统的稳定性和控制精度往往难以达到预期。
特别是对于高精度、高稳定性的应用场景，如精密机床、机器人等，传统的伺服控制方法显得力不从心。
三、基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法针对上述问题，本文提出了基于摩擦补偿的高精度伺服控制方法。
该方法主要包括以下几个方面：1. 摩擦模型建立：首先，通过实验和理论分析，建立系统的摩擦模型。
该模型能够准确描述系统在不同工作状态下的摩擦特性，为后续的摩擦补偿提供依据。
2. 摩擦补偿策略：根据建立的摩擦模型，设计合理的摩擦补偿策略。
通过在控制器中引入摩擦补偿项，对系统中的摩擦进行实时补偿，从而提高系统的稳定性和控制精度。
3. 控制算法优化：针对非线性负载和外界扰动等因素的影响，采用先进的控制算法对系统进行优化。
如采用模糊控制、神经网络控制等智能控制算法，提高系统的自适应能力和鲁棒性。
四、实现过程与实验结果1. 实现过程：在理论分析的基础上，本文设计了基于摩擦补偿的高精度伺服控制系统。
该系统包括硬件和软件两部分，硬件部分主要包括执行机构、传感器等，软件部分主要包括控制器、算法等。
在实际应用中，根据系统需求和工作环境，对硬件和软件进行合理配置和优化。
伺服液压缸启动摩擦力的高精度测试方法研究
特别是 在启 动 阶段 ， 动 摩 擦 力 是 影 响低 速 性 能 和 响 启
应时 间及 稳态误 差 的重 要 因素 之一 。 因此应 尽量 使伺
服液压 缸 的摩 擦 力 最 小 。特 别 是 在 高 精 度 Ａ Ｃ液 压 Ｇ
缸 中 ， 了达 到 １ ｍ 以上 的定 位 精 度 并 克 服 爬 行 现 为 象 ， 常通 过采用 特 殊 的密 封材料 及 沟槽 尺寸 、 高加 常 提 工 精度 等措 施来 减小 摩擦 力 。
１ 引言
等于 或稍 大 于 库 仑 摩 擦 力 （ 摩 擦 力 等 于 动 摩 擦 力 静
时 ， 为 库仑 摩擦 力 ） 称 。
伺 服液 压缸摩 擦 力测试 包 含启 动 摩擦 力及 带载 动 摩擦 力特 性 ， 本文 主 要 介 绍 启 动 摩 擦 力 测试 。静 摩 擦 力也 称最 低起 动压 力 ， 液压 缸 在 无 载 荷 状 态 下 启 动 指 时 的最低 ＿ 压力 ， 反 映 液压 缸 设 计 、 Ｔ作 是 制造 、 配 精 装
４０８ ； ． ３０ １ ２ 韶关液 压件 厂 有 限公 司 ， 东 韶关 广
５ ２２ ） １０ ７
摘
要 ： 动摩擦 力是伺 服 液压缸 重要 性 能参 数 ， 大 小反 映该 液压 缸 设 计 、 工 制造 、 配水 平 ， 时 启 其 加 装 同
也 能反 映 动 态性 能 ， 确 、 准 快速 测试 启 动摩 擦 力 十分 重要 。该 文针 对 伺服 液 压缸 启 动摩 擦 特性 ， 用 Ｖｓａ 采 ｉ ｌ ｕ ｃ开发 该项 目测试 软件 ， 并在韶 关液压件 厂 有 限公 司 实施 ， 得 了 良好 效 果 ， 中还 对 启 动 摩擦 与 阶跃 响 应 取 文
Ａ Ｃ液 压缸 的高精度 和高 响应 ， 常要 求 伺 服 液压 缸 Ｇ 通 的摩擦 力 与 机 械 摩 擦 力 的 总 和 应 不 大 于 １ 的 轧 制 ％
伺服液压缸试验台动态性能研究
伺服液压缸试验台动态性能研究吴英武;宋锦春;李松;任广安【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2014(000)023【摘要】根据某钢厂AGC液压缸测试试验台的需要，设计了AGC测试缸加载机架和液压控制系统。
利用传递函数方法建立了液压控制系统模型，得到了系统开环伯德图。
根据设计的液压控制系统计算了相关参数，在有负载干扰的情况下得到了系统的阶跃响应曲线和20 Hz下的正弦响应曲线。
结果证明加载控制系统能满足AGC液压缸动态试验20 Hz的响应要求。
%According to the requirements of AGC hydraulic cylinder test⁃bed in a certain steel mill, the AGC test cylinder loading frame and hydraulic control system were designed. Transfer function method was adopted to establish the model of the hydraulic control system, and the open loop Bode⁃diagram of the system was got. Parameters were calculated according the hydraulic control system, and the step response curve and 20 Hz sinusoidal response curve were obtained under the condition of loading disturbance. The simulation results can satisfy the AGC hydraulic cylinder dynamic response requirements.【总页数】3页(P90-92)【作者】吴英武;宋锦春;李松;任广安【作者单位】东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819;东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819;东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819;东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TH137.9【相关文献】1.大型轧制伺服液压缸试验台系统的设计与研究 [J], 曹立波;林君哲2.基于AMESim的液压管道对大型伺服液压缸动态性能测试影响的分析 [J], 曾子敬;曾良才;李涛;宋佳3.伺服液压缸试验台研究 [J], 宋自成;曾良才4.液压伺服液压缸静动态性能测试系统开发 [J], 陈新元;蔡钦;湛从昌;张东升;汪锐;张家相5.伺服液压缸静动态性能测试系统研究 [J], 付曙光;陈奎生;湛从昌;梁媛媛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
伺服液压缸试验台研究
关键 词 ：伺服 液 压缸 ；试验 台；测控
中图分类 号 ： ３ 文献 标识 码 ： 文章编 号 ： ０ ０４ ５ （０ ８０ 一０ ０ ２ ＴＨ １７ Ｂ １０ —８ ８２ ０ ）８Ｏ １ － ０
０ 前言
伺 服液压 缸 是 电液 伺 服 系统 中的重 要组 成 部分 ，
它 能将 液压 能 转变 为直 线往 复运 动 的机 械能 。因其结 构 简单 ， 作可靠 ， 机械 系统 中得 到 了广泛应 用 。伺 工 在 服液 压 缸 的 频 率 响应 高 ， 构 复 杂 ， 结 调试 及 故 障诊 断 难 ， 常 因无 法预 测 故 障或 不能 判 断故 障部位 而被迫 常 停 产 检修 。应 韶关 钢 铁集 团的委 托 ， 据 液压 伺 服 缸 根 试 验方 法标 准 ， 计研 制 了一套 伺 服液 压 缸 的综 合试 设 验 台 。该试 验 台工作 可靠 ， 能 良好 ， 性 能按试 验标 准进 行 各项 性 能 试验 ， 较 为完 善 、 度较 高 的液压 伺 服 是 精
收 稿 日期 ：０ ８０ —５ ２ ０ ２２ 作 者 简介 ： 自成 （９ ３ ） ， 北 宣 昌人 ， 士 研 究 生 ， 从 宋 １８ 一 ， 湖 男 硕 主要 事 液 压 技 术 方 面 的科 研 工作 。
验、 启动摩擦力测试 、 动摩擦力测试 、 阶跃响应特性测 试 、 响应 特性 测 试 。 频率 ２ 试验 台 液压 系统
液压伺服缸试验台的研究
《通信原理》课程是电子、信息、通信专业的一门必修的专业基础 课，也是通信类考研必考的课程之一。 主要讲解通信的基本理论和基 础知识，目的是为了让学生掌握基本原理、基本技能，为后续的专业课 如“光纤通信”、“移动通信”、“卫星通信”等课程的学习都需要“通信原 理”的基本技能和基本方法。 由此可见，通信原理课程在通信类课程中 的具有举足轻重的地位，学好‘“通信原理”可以使学生从容应对通信 技术飞速发展的现状，在未来的工作和进一步的学习中具备良好的理 论基础和能力支撑。 但是由于课程中所涉及到的概念和理论抽象，设 计知识面广，又缺乏实践环节，学生第一次接触，对知识的难以理解和 掌握，出现想学而学不好的现象，从而出现烦躁情绪。 因此如何在短时 间内，理解和掌握抽象概念和理论，既是每个学生遇到的问题，也是教 师要这种解决的问题。
2 计算机辅助系统设计
采用虚拟仪器技术，建立一套数据采集和数字控制系统，与液压 试验台连接起来， 采用 NI6229 板卡由计算机系统给出控制信号来控 制液压系统中的伺服阀,进一步控制执行元件。 同时,对各试验过程中 的各种参数，如压力、位移、流量等参数进行实时数据采集、量化和处 理,并输出测试结果，根据本系统测试部分的组成,其结构框图如图 2 所示。
试验台液压系统简图 如图 1，它的总体结构由 2 部分组成：负载 模拟加载系统，被试缸系统。
越大。 再由 CAT 测 试 系 统 采 集 被 试 缸 柱 塞 的 位 移 信 号, 对 数 据 进 行 分
析,即可得到被试缸的频率特性,绘制波德图。 在测试过程中,因伺服缸 活塞升起时可能出现歪斜,为消除因歪斜而产生的检测误差,在伺服缸 的两侧对称装两只位移传感器,取位移信号的平均值进行控制。 同时, 用位移传感器的信号作为反馈信号,构成低增益的位置伺服系统,保证 伺服缸的活塞杆或柱塞处于中位附近,以免撞缸。
伺服液压缸动摩擦力的高精度测试方法研究
１６ １
文 章 编号 ：０ １ ３ ９ （ ０ １０ 一 ｌ６ Ｏ １０ — ９ ７ ２ １ ）３ Ｏ １一 ２
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉ ｅｙ ｓｇ
＆
Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ
第 ３期 ２ １ 年 ３月 ０１
伺服 液压缸动摩擦 力的高精度测试方 法研 究 术
ｊ
；
关键词： 伺服液压缸； 机架变形加载； 动摩擦力； 测试
；
【 ｂｔ ｃ】 ｈ ｙａ ｉｆｉｉ 如ａ ｐ ｒ ｎｐ ｒ ｅ ｒｆｓｖ－＃ｒ ｌ ｌ ｄｒｗ ｏｅ ａ ｅ ｅ Ａ ｓ ａｔ Ｔｅ ｎｍｃ ｒ ｔ ｎ ｎ ｍ ｏ ａｔ ａａ ｔ ｅｏｈ ａ ｉ ｃ ｉ ｅ，ｈｓ ｖｌ 一； ｒ ｄ ｃｏ ｉ ｔ ｍ ｅｏ ｕｃ ｙｎ ｕｒ
；ｖ ｅ ｏ ｔ ｇｆａ ｅ ｒ ａ ｏ ｈｃ ｅ ａｅ ｎ ｈｏｕｎ ｙ ｒ ｌ ｏ ｐ ｎｎ Ｆ￣ｏ ｏ， ｄ ｉ ｓ ｈ ｌ ｅ ｒ ｄ ｏ ｔ ｎ ｉ ａ ｄ ａｇａ ｄａ ｉ Ｃ ｍ ｏｅｔ ｃｔ ｙＣ． ｔ ｃ ｅａ ｆ ｒ ｅ ｍ ｆ ｍ ｉ ｗ ｈ ｒ ｍ ｉＳ Ｈ ｕｃ ｒ Ｌ
－◆
．◆
．●
ｊ
中图 分类 号 ： Ｈ１ 文献标 识 码 ： Ｔ ６ Ａ
１ 述 概
液压伺服系统应用越来越广泛 ， 它优于一般液压系统 ， 自动 如
度、 与油膜厚度等因素有关 。 （） ３ 密封材料及结构形状不同对动摩擦力有一定影响。
控制技术 中， 利用液压技术的特 Ｊ， 生 组合为电液控制，பைடு நூலகம்使设备具有液
！同时也反 映动 态特性、 稳定性和精度。 准确、 简便、 快速测试动摩擦 力十分重要。 分析 了动摩擦力机理 ， ！ 开
液压伺服系统的动态摩擦补偿研究
低 。该 文对 阀控 非对称 液压缸 位 置控 制 系统进 行分析 并 在 建立摩 擦 力的 Ｌ Ｇ ｅ 型 基础 上 ， 出一种基 于 ｕ ｒ模 提 该模 型 的动 态摩擦 补偿 。 最后 应 用 实验证 明 了该 方法的有 效性 。 关键词 ： 低速 ；ｕ ｒ 模 型 ； 态摩擦补 偿 Ｌ Ｇｅ 动 中图分 类号 ：Ｐ ７ 文献 标识码 ： 文章 编号 ：０ ０４ ５ （ ０ ）６０ ８ －３ Ｔ２３ Ｂ １０ －８ ８ ２ １ ０ －０ ９０ １
体 化 以及 轻小 型微 型液压元 件 ； 极采用 新 工艺 、 积 新
液 压 与 气动
式 中 ： ， 电液 阀的负载 流量 ； ｑ 电液伺 服 阀 阀 口 Ｑ． 为 Ｋ 为 流量增 益 ； 为伺 服 阀阀芯位 移 ；
液 压缸 的负载 流量连 续性方 程为 ：
Ｑ Ｐ “ ¨ （） ４
（） １
Ｌ Ｌ＝ （ １＋ｎ ２ ／ １＋ｎ ） Ｑ Ｑ Ｑ ）（
技 术也在不 断创 新 。液 压 传 动技 术 已成 为 工 业 机械 、
工 程建筑机 械及 国防尖 端 产 品不 可 缺少 的重 要 技术 。
材料 和 电子 、 传感 等高 新技术 。
而 其 向 自动化 、 高精 度 、 高效 率 、 高速 化 、 功 率 、 型 高 小
一
参考文献 ： ［ ］ 王 美 姣． 压 与气 动 技 术 ［ ． 京 ： 华 大 学 出版 １ 液 Ｍ］ 北 清
社 ，０９ ２０ ．
［ ］ 李 松晶， ２ 阮健 ， 弓永军． 进液压传 动技术 ［ ． 先 Ｍ］ 哈尔滨 ：
哈 尔 滨工 业 大 学 出版 社 ，０ ８ ２０ ．
［ ］ 成 兆义 ． 流阀动态 特性 、 ３ 溢 噪声 分析及 降 噪的研究 ［ ］ Ｊ． 液压传动 与控制 ，０ ８ （ ）２ ２０ ，５ ：７—３ ． ０
一种伺服液压缸空载启动摩擦力的测试系统及测试方法[发明专利]
![一种伺服液压缸空载启动摩擦力的测试系统及测试方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5d6f27cd4b35eefdc9d333a3.png)
专利名称：一种伺服液压缸空载启动摩擦力的测试系统及测试方法
专利类型：发明专利
发明人：陈新元,付连东,张济民,湛从昌,曾良才,陈奎生,卢云丹,梁媛媛,黄富瑄
申请号：CN200810236764.5
申请日：20081211
公开号：CN101441122A
公开日：
20090527
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种伺服液压缸空载启动摩擦力测试系统及测试方法。
其技术方案是：油泵[4]的出油口通过过滤器[7]与电液伺服阀[8]的P口相通，电液伺服阀[8]的A口或B口与节流阀[2]的A口相通，电液伺服阀[8]的A口或B口和节流阀[2]的A口相连的管路与被测试液压缸[13]的无杆腔相通。
被测试液压缸[13]的活塞杆上设置有位移传感器[1]，位移传感器[1]与数据采集卡[10]的A/D－1口电连接；电液伺服阀[8]的A口或B口与节流阀[2]的A口相连的管路上装有压力传感器[12]，压力传感器[12]与数据采集卡[10]的A/D－2口电连接；数据采集卡[10]和计算机辅助测试软件[11]安装在计算机内。
本发明具有测试精确、自动化程度高的特点。
申请人：武汉科技大学
地址：430081 湖北省武汉市青山区建设一路
国籍：CN
代理机构：武汉开元专利代理有限责任公司
代理人：樊戎
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4 液压缸动摩擦力测试流程
根据伺服液压缸动摩擦力特性，我们利用 Visual C 开发测 试软件，其主流程如图4 所示。
开始
设置参数并初始化变量
（8）退出测试软件8，关闭计算机。
4
5
3
A/D-1 数
U
据
P A/D-2 采
集
A/D 卡
计算机 辅助测试
软件
图形和 数据输 出并打印
扫描 A/D-1 和 A/D-2 D/A-1 通道送出控制电压
这摩擦力大小与缸筒内壁加工精度、表面光洁度、几何精度有关，与 式机架弹性变形，模仿轧钢机现场情况测试动摩擦力，测试结果更
密封材料、支承环材料有关，与油膜厚度及油液等因素有关。
贴近实际，结构简单，精度高、其测试过程简述如下：
（2）导向套及密封件结构组件与活塞杆相对运动产生摩擦
（1）被测液压缸 3 安放在机架 2 内；
中图分类号：TH16 文献标识码：A
1 概述
度、与油膜厚度等因素有关。
液压伺服系统应用越来越广泛，它优于一般液压系统，如自动
（3）密封材料及结构形状不同对动摩擦力有一定影响。
控制技术中，利用液压技术的特性，组合为电液控制，使设备具有液
压和自动控制的优点，这样有利于工作的快速性和准确性，并且精
度也大大提高。现代的高速轧机的辊缝调节就是利用液压伺服系统
伺服液压缸与普通液压缸的主体结构基本相同。液压缸简 两个液压缸对顶的方式进行加载，检测两个液压缸两腔的负载压
图，如图 1 所示。分析其摩擦力机理也基本相同，从结构上来看： 差，计算被测液压缸的摩擦力，这种方法的测试结果包含了加载液
（1）活塞、密封件和支承环与缸筒内壁相对运动产生摩擦力， 压缸的摩擦力，测试精度低，结构比较复杂。而本测试系统是利用闭
f=
△F1
′
-F1
△/2=
△P1
′
-P1
△·S/2
（3）
对应地可绘出被测试伺服液压缸 3 一个测试区间往复运动
过程中的动摩擦力特性曲线，如图 3 所示。
F 作用力
Fb
2f
F1
F1
读取数据，计算结果
结束 图 4 主流程图 对主流程进一步说明 S1-1：设置参数最大位移量△Smax=（1~2）mm，初始化测试变 量，控制电压 u0=0，回程标记 flag=0； S1-2：扫描 A/D-1 通道和 A/D-2 通道，显示并记录 A/D-1 口 活塞初始位移 S0 和 A/D-2 口无杆腔初始压力 P0； S1-3：由 D/A-1 通道送出控制电压，un+1=un+△u； S1-4：扫描 A/D-1 通道，记录活塞位移 Sn=UA/D，扫描 A/D-2 通道，记录无杆腔压力 Pn=UA/D； S1-5：计算位移量△S=Sn-S0，判断位移量△S 是否大于等于 最大位移量△Smax，若不是则返回到 S1-3，若是则继续下一步； S1-6：判断回程标记 flag 是否为零，若不是则跳到 S1-8，若 是则继续下一步； S1-7：控制电压增值反向△u=-△u ，回程标记 flag=1； S1-8：判断位移量△S 是否大于零；若是则返回到 S1-3，若 不是则继续下一步； S1-9：以位移 Sn 为横坐标，压力 Pn 与无杆腔面积 S 的乘积 PnS 为纵坐标，绘制带载动摩擦力特性曲线； S1-10：从曲线上读取对应同一位移值 Sn 的 PnS 值，计算它 们的差值并除以 2，即为带载动摩擦力 f，取 f 的最大值作为最大 带载摩擦力。
力，与活塞运动方向相反；G—活塞与活塞杆自重
当液压缸无杆腔排油，机架弹性度形量减小时，其力平衡方
′
程为：F1 +f=F2 +G
（2）
′
式中：F1 —液压缸无杆腔所受推力；f—动摩擦力，与活塞运动方
向相反；F2 —机架弹性变形量收缩时作用在活塞上的力；
G—活塞与活塞杆自重。
由式（1）、（2）可得，带载动摩擦力方程为：
Research on high-precision test methods of the dynamic friction of servo-hydraulic cylinder
CHEN Xin-yuan，ZHAN Cong-chang，FU Shu-guang，FU Lian-dong，LIU Li-ming （Wuhan University of Science and Technolog of Mechanical Automation Institue，Wuhan 430081，China）
FAN Ping-qing，SONG Xin-ping，ZHAO Bo （College of Automation Engineering，Shanghai University Engineering of Science，Shanghai 201620，China）
【摘 要】根据我国头枕安全性能测试的相关法规标准，运用显式有限元理论和 LS-Dyna 软件构 建了某轿车座椅骨架及其头枕的有限元模型，并对头枕进行了后部和前部碰撞的仿真分析。仿真结果 表明，前方碰撞对头枕的冲击破坏更大一些，人的颈部损伤也将会更加严重。因此，根据仿真结果，提出 了进一步的改进意见，为此类轿车座椅的设计分析提供依据。
缸 3 活塞的作用力是相等的，有杆腔背压为 0，而且对加工精度
符合要求的液压缸 3 来说，活塞向上和向下运动的摩擦力基本相
等，其力平衡方程如下。
当向液压缸无杆腔供油，机架受拉，其力平衡方程为
F1=F2+f+G
（1）
式中：F1—液压缸无杆腔所受的液压油作用力；F1=P1×S1，P1—液
压缸无杆腔压力；S1—液压缸无杆腔活塞面积；f—动摩擦
′
F1 Fa
′
F1
5 液压缸摩擦力测试的实现
伺服液压缸应用较广泛，对其要求也高，如轧机辊缝调节是采 用伺服液压缸，此缸运行到各个位置，应具有较高动态特性，而动摩
Sa
Sb
S 位移
擦力对动态性能有较大影响，所以应对伺服液压缸进行动摩擦力测
图 3 动摩擦力曲线
试。如图 5 所示，是对 准1450/1350—100mm 大型轧机 AGC 伺服液
【摘 要】动摩擦力是伺服液压缸重要性能参数，其大小反映该液压缸设计、加工制造、装配水平， 同时也反映动态特性、稳定性和精度。准确、简便、快速测试动摩擦力十分重要。分析了动摩擦力机理，开 发了测试软件，介绍测试流程，简述了测试系统及测试方法，并在韶关液压件厂有限公司建造的大型机 架变形动摩擦力测试装置中实施，取得了良好效果。
Байду номын сангаас
力，这摩擦力大小与密封件材料及松紧有关，与活塞杆表面光洁
（2）调定液压系统压力，开始工作；
＊来稿日期：2010-05-19 ＊基金项目：科技部科技人员服务企业行动项目资助（SQ2009GJE00022）
第3期
陈新元等：伺服液压缸动摩擦力的高精度测试方法研究
117
（3）启动计算机 8，打开辅助测试软件； （4）在计算机辅助测试软件中设置参数最大位移量△Smax，开 始测试； （5）等待液压缸 3 带载动摩擦力特性的测试结果； （6）将测试计算结果及特性曲线存盘并打印； （7）测试结束，液压系统停止工作；
机械设计与制造
第3期
116
Machinery Design ＆ Manufacture
2011 年 3 月
文章编号：1001-3997（2011）03-0116-02
伺服液压缸动摩擦力的高精度测试方法研究 *
陈新元 湛从昌 付曙光 付连东 刘利明 （武汉科技大学 机械自动化学院，武汉 430081）
扫描 A/D-1
扫描 A/D-2
2
7
8
9
BA W
伺服 放大器
1P
6
图 2 测试系统示意图
1.电液伺服阀 2.闭式机架 3.被测试液压缸 4.位移传感器 5.压力传感器
6.伺服放大器 7.数据采集卡 8.计算机 9.打印机
表示电路
表示油路
如图 2 所示，被测试的液压缸 3 在行程范围内，第二个或第二
N
机械设计与制造
118
Machinery Design ＆ Manufacture
文章编号：1001-3997（2011）03-0118-03
汽车座椅头枕的冲击性能研究 *
第3期 2011 年 3 月
范平清 宋新萍 赵 波 （上海工程技术大学 汽车工程学院，上海 201620）
The analysis on impact capability of seat headrest for automobile
12
3
4
来完成。在液压伺服系统中，伺服液压缸是关键液压元件之一，其性 能的好坏直接影响液压伺服系统正常工作。而伺服液压缸的动摩擦
图 1 液压缸简图 1.缸筒 2.活塞 3.活塞杆 4.导向套
力是伺服缸的重要性能参数，该参数对系统的稳定性和频宽有一定 3 采用机架变形原理测液压缸动摩擦力
影响，同时也带来静态死区和动态死区。为了使液压伺服系统能高 质量地工作，对伺服液压缸动摩擦力进行测定是非常必要的。目前 还没有伺服液压缸的试验标准和实验方法，国内外有关部门根据具 体条件提出并实施一些测试方法：机架变形测试法，施加背压力测 试法，CAT 闭环控制测试法，分段测试法等。本文就机架变形测定 动摩擦力方法的研究进行扼要介绍。
关键词：伺服液压缸；机架变形加载；动摩擦力；测试 【Abstract】The dynamic friction is an important parameter of sevo-hydraulic cylinder，whose value re－ flects the levels of hydraulic cylinders’design，manufacture and assembly，also reflects dynamic，stability and accuracy.So it’s very important to test dynamic frictions accurately，simply and quickly.It analyses the prin－ ciple of dynamic friction,develops the test software,introduce the test process，talks the test methods of the test system simply.We have get good results by practicing the test methods in the test dynamic frictions de－ vices of the large frame deformation which are made in Shaoguan Hydraulic Component Factory Co.，Ltd Key words：Servo-hydraulic；Cylinder；Load frame deformation；Dynamic frition；test