气动力载荷闭环控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种气动力载荷闭环控制系统，目的是为小量级静力试验需求提供一套载荷施加方案，它包括四个部分，分别是触控屏、集成控制器、输出控制模块和反馈控制模块。本实用新型专利技术通过在控制屏输入控制参数，并触发力载荷反馈控制模块对载荷信号进行采集，再由集成控制器将载荷信号与目标参数进行比较后控制输出控制模块进行输出载荷的调整，如此反复迭代最终使输出载荷与目标载荷一致。本实用新型专利技术不仅可以实现高精度的力载荷控制，同时也大大降低了试验成本。

Closed loop control system of aerodynamic load

The utility model discloses an aerodynamic load closed-loop control system, the purpose is to provide a solution for small load demand level static test, which consists of four parts, respectively is the touch screen, integrated controller, output control module and feedback control module. The utility model by inputting the control parameters in the control panel, and trigger the load feedback control module to collect the load signal, then by the integrated controller will control the output control module output load adjustment load signal and target parameters, so the iterative output load and target load line. The utility model not only can realize high-precision force load control, but also greatly reduces the test cost.

【技术实现步骤摘要】
气动力载荷闭环控制系统
本技术属于静力试验
，具体涉及一种气动力载荷闭环控制系统。
技术介绍
静力加载试验是考核结构部件是否满足强度设计要求的一种手段，大多数结构部件在其研发阶段都需要进行静力试验考核，从航空、航天、船舶领域到汽车、轨交行业再到小型家用电器生产企业，几乎所有的产品都需要进行结构强度考核。结构强度考核的主要目的是为了验证产品在其正常工作环境下是否会发生结构破坏等现象。目前市场上相对比较成熟的静力加载系统包括液压控制系统和机器人手臂加载控制系统。液压控制系统主要实现高量级的静力载荷试验，其系统搭建涉及复杂的液压控制系统，一般应用在1-40T甚至更高的静力加载领域。机器人手臂加载控制系统可以实现小量级的静力载荷施加，但是机器人手臂加载控制系统一般是由多套伺服电机和相应的伺服控制系统来实现静力载荷控制，其成本相对较高，并且很难实现多通道协调静力加载。目前在汽车制造领域以及小型家电生产行业，有着大量的静力试验需求，且静力载荷量级都不大，一般在0-2000N以内，试验量级上不太适合使用液压加载系统，试验成本上机器人手臂加载系统又过于昂贵。所以当前迫切需要一套合适的静力载荷系统来满足这类型的小量级静力试验需求。
技术实现思路
本技术的目的在于针对小量级静力加载试验领域没有合适加载控制系统的问题，提供一种能够精确控制载荷量级、搭建成本相对较低且可以实现多通道协调加载的气动力载荷闭环控制系统。为实现本技术的目的，本技术提供了一种气动力载荷闭环控制系统，它包括触控屏、集成控制器、输出控制模块和反馈控制模块；触控屏用于进行载荷参数的设置和动作的触发，与集成控制器通过数据线相连；集成控制器主要对反馈载荷与目标载荷进行比较，从而控制载荷输出信号；输出控制模块用于将集成控制器的输出控制信号转换为力载荷输出；反馈控制模块用于将被试件所受的力载荷转换为集成控制器可识别的反馈控制信号。其中，所述的触控屏是根据需求选择的合适的触摸控制屏幕，可以通过数据线与集成控制器进行数据通信；触控屏配备有逻辑触控界面，用于控制参数的输入和动作的触发。其中，所述的集成控制器是根据需求选择的合适的PLC控制器，集成控制器主要是对载荷输入、输出信号进行分析比较和控制；集成控制器的控制参数是通过触控屏初始化；集成控制器通过数据线与输出控制模块和反馈控制模块连接。其中，所述的输出控制模块包括储气罐、比例阀和气压作动筒；储气罐为气压作动筒提供压力源，储气罐的压力气阀直接与比例阀连接；比例阀为输出控制模块的主要控制部件，比例阀与集成控制器通过数据线连接，比例阀接收集成控制器的输出控制信号，并按照设定的比例转化成一定气压输出给气压作动筒；气压作动筒用于对受试产品施加力载荷。其中，所述的反馈控制模块包括力传感器和信号转换器；力传感用于监测作用在受试产品上力载荷，力传感器采集的力信号不能直接被集成控制器所识别，需要进行信号转换；信号转换器的作用就是将力传感器采集的力信号转换成集成控制器能够识别的电压信号，并反馈给集成控制器。与现有技术相比，本技术的有益效果为，本技术包括触控屏、集成控制器、输出控制模块和反馈控制模块。本技术提供了一种小量级静力加载试验系统，弥补了液压加载系统在小量级静力试验领域的不足之处，相比复杂的机器人手臂加载系统更加简单和廉价，同时可以实现快速的搭建和应用，对于多载荷协调加载需求也能很方便实现。附图说明图1是本技术的一种气动力载荷闭环控制系统的整体结构图；图2是本技术的一种气动力载荷闭环控制系统的触控屏的参数控制界面图；图3是本技术的一种气动力载荷闭环控制系统的集成控制器的控制原理图；其中：1.触控屏，2.集成控制器，3.储气罐，4.比例阀，5.气压作动筒，6.压力传感器，7.信号转换器，8.受试产品，9.数据线。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，既包括某一部件与另一部件直接连接，也包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个部件或者模块或特征与其他部件或者模块或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了部件或者模块在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件或者模块被倒置，则描述为“在其他部件或者模块或构造上方”或“在其他部件或者模块或构造之上”的部件或者模块之后将被定位为“在其他部件或者模块或构造下方”或“在其他部件或者模块或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该部件或者模块也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本技术实施例提供了一种气动力载荷闭环控制系统，它包括触控屏1、集成控制器2、输出控制模块和反馈控制模块；触控屏1用于进行载荷参数的设置和动作的触发，与集成控制器2通过数据线9相连；集成控制器2主要对反馈载荷与目标载荷进行比较，从而控制载荷输出信号；输出控制模块用于将集成控制器2的输出控制信号转换为力载荷输出；反馈控制模块用于将受试产品8所受的力载荷转换为集成控制器2可识别的反馈控制信号。如图1所示，触控屏1是根据需求选择的合适的触摸控制屏幕，通过数据线9与集成控制器2进行数据通信；触控屏1配备有逻辑触控界面，用于控制参数的输入和动作的触发。如图1、图2、图3所示，集成控制器2是根据需求选择的合适的PLC控制器，集成控制器2主要是对载荷输入、输出信号进行分析比较和控制；集成控制器2的控制参数是通过触控屏1初始化；集成控制器2通过数据线9与输出控制模块和反馈控制模块连接；集成控制器2逻辑处理过程可以描述成如下，集成控制器2被触发工作后，会按照设定的动作频率f循环对反馈控制模块的反馈信号进行采集，经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气动力载荷闭环控制系统，其特征在于：包括触控屏(1)、集成控制器(2)、输出控制模块和反馈控制模块；触控屏(1)用于进行载荷参数的设置和动作的触发，与集成控制器(2)通过数据线(9)相连；集成控制器(2)用于对反馈载荷与目标载荷进行比较，从而控制载荷输出信号；输出控制模块用于将集成控制器(2)的输出控制信号转换为力载荷输出；反馈控制模块用于将受试产品(8)所受的力载荷转换为集成控制器(2)可识别的反馈控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种气动力载荷闭环控制系统，其特征在于：包括触控屏(1)、集成控制器(2)、输出控制模块和反馈控制模块；触控屏(1)用于进行载荷参数的设置和动作的触发，与集成控制器(2)通过数据线(9)相连；集成控制器(2)用于对反馈载荷与目标载荷进行比较，从而控制载荷输出信号；输出控制模块用于将集成控制器(2)的输出控制信号转换为力载荷输出；反馈控制模块用于将受试产品(8)所受的力载荷转换为集成控制器(2)可识别的反馈控制信号。2.根据权利要求1所述的气动力载荷闭环控制系统，其特征在于：所述的触控屏(1)是触摸控制屏幕，通过数据线(9)与集成控制器(2)进行数据通信；触控屏(1)配备有逻辑触控界面，用于控制参数的输入和动作的触发。3.根据权利要求1所述的气动力载荷闭环控制系统，其特征在于：所述的集成控制器(2)是PLC控制器，集成控制器(2)是对载荷输入、输出信号进行分析比较和控制；集成控制器(2)的控制参数是通过触控屏(1)初始化；集成控制器(2)通过数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，王朝杰，姚明格，周焕阳，姜丰，
申请(专利权)人：天津航天瑞莱科技有限公司，北京航天斯达科技有限公司，北京强度环境研究所，
类型：新型
国别省市：天津,12