一种并联式道路模拟作动器结构及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种并联式道路模拟作动器及其控制方法，其系统包括作动器本体和控制系统，作动器本体包括固定部分和可动部分，固定部分包括固定钢板、减震垫、固定螺栓；可动部分包括三个液压伺服作动器、试验平台、变速器夹具，可动部分与固定钢板之间采用平面旋转铰联接，保证了试验台稳定性，作动器与试验平台之间使用MTS球铰连接，整个机构在伺服控制系统的控制下，由液压作动器驱动试验平台实现俯仰和侧倾的转动自由度及垂向平动自由度，实现变速器道路模拟试验。

【技术实现步骤摘要】
一种并联式道路模拟作动器结构及其控制方法
本专利技术专利涉及一种道路模拟试验台，更具体的说，涉及一种并联式道路模拟作动器结构及其控制方法。
技术介绍
汽车在行驶过程中，复杂的路面情况会影响汽车变速器的使用寿命和性能，汽车变速器在设计生产过程中进行道路模拟试验十分有必要。道路模拟试验台可以高效精确地模拟被试件多自由度的运动和受力情况，广泛应用于汽车道路模拟测试领域。道路模拟作动器是道路模拟实验台的重要零部件之一，针对试验目的和试件的不同设计道路模拟试验系统是进行室内道路模拟试验的基础。但是，现有的道路模拟作动器存在如下缺点和不足：不能大幅度可调和改变作动力的范围；结构复杂，制造难度和成本较高。为较好的模拟复杂道路多自由度运动和受力情况，特专利技术一种并联式道路模拟作动器结构及其控制方法来进行道路模拟。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，特别是现有惯性式作动器不能大幅度改变作动力的范围、串联式作动器不能大幅度可调。本专利技术所要解决的技术问题是模拟汽车变速器在复杂道路上的工作状况，来解决变速器在车辆振动试验的频率范围内具备优异的响应特性，并且在运行时保证足够的平稳性。本专利技术的目的是通过以下技术方案进行实现。本专利技术包括两个方面：一种并联式道路模拟作动器结构及其控制方法。本专利技术的一个方面，一种并联式道路模拟作动器结构包括固定部分和可动部分。所述固定部分，包括固定钢板、减震垫、固定螺栓。所述固定钢板厚度规格为20mm至25mm，固定钢板四周用膨胀螺丝固定在混凝土地面上，固定钢板上安装作动器可动部分。所述减震垫镶嵌在钢板四个侧面的中间位置，对固定钢板起减震的作用，保证钢板的平稳，使变速器得到的道路模拟响应完全来自作动器的动作。所述可动部分包括三个液压伺服作动器、试验平台、变速器夹具。所述液压伺服作动器，液压伺服作动器采用MTS244系列，冲程长度为240mm，三个液压伺服作动器之间并联连接。所述作动器相向倾斜相同的角度，与试验平台连接的激励点位于同一圆周上且均匀分布互成120°，圆心与试验平台的质心位置重合。所述作动器与固定钢板之间采用平面旋转铰联接，作动器与试验平台之间使用MTS球铰连接，试验平台与变速器夹具之间采用螺栓连接。所述种并联式道路模拟作动器结构在伺服控制系统的控制下，由液压作动器驱动试验平台运动，实现俯仰和侧倾的转动自由度及垂向平动自由度。本专利技术的另一个方面，一种并联式道路模拟作动器的控制方法。计算机发出驱动信号，经过控制器进行D/A转换，分油器根据伺服信号向各作动器分配液压油驱动台架动作，同时回收台架的运动参数反馈信号，再通过控制器实现A/D转换，输入到计算机中进行分析和计算，如此形成闭环系统，其特征在于该控制方法包括以下几个步骤：步骤一：作动器动作：按照计算机预先设定的路面轨迹情况，向作动器发出伺服信号指令，经过控制器进行D/A转换，分油器根据伺服信号向各作动器分配液压油驱动台架动作。步骤二：采集数据：变速器壳体上布置的加速度传感器和路面不平度位移传感器实时采集变速器运动轨迹信号和路面不平度位移，活塞速度传感器实时采集上活塞杆和下活塞杆的速度信号，信号传输给作动器控制器。步骤三：作动器控制器反馈调节：通过控制器实现A/D转换，作动器控制器根据传感器输入的信号和计算机预先设定的路面轨迹实时对比和计算，计算实际运动轨迹和预先设定轨迹的偏差量，并对偏差量实时修正，对作动器发出动作指令，如此形成闭环控制。本专利技术的一种并联式道路模拟作动器结构，三个三个液压伺服作动器之间并联连接，与试验平台连接的激励点位于同一圆周上且均匀分布互成120°，圆心与试验平台的质心位置重合，结构简单，试验偏差小。本专利技术的一种并联式道路模拟作动器结构的控制方法，采用闭环控制，实时对作动器动作进行修正，步骤简单，便于推广。附图说明图1为本专利技术一种并联式道路模拟作动器结构示意图。其中附图标记为：1固定钢板；2减震垫；3液压伺服作动器支座；4平面旋转铰链；5分油器；6液压伺服作动器；7试验平台；8变速器夹具；9MTS球铰。具体实施方式以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施。厚度为20mm至25mm的固定钢板四个侧面的中间位置镶嵌减震垫，减震垫和固定钢板之间用胶粘的形式连接，膨胀螺丝将固定钢板安装在混凝土地面上。三个液压伺服作动器并联连接，采用平面旋转绞联接在固定钢板上的液压伺服作动器支座上。三个液压伺服作动器使用MTS球铰连接在实验平台上，试验平台与变速器夹具通过螺栓固定。试验时，将变速器放置在试验平台上，通过夹具固定牢固，变速器壳体上布置加速度传感器和路面不平度位移传感器，作动器上布置了活塞速度传感器。分油器与控制器之间有信号传输，且与计算机接通，计算机发出发出驱动信号，经过控制器进行D/A转换，分油器根据伺服信号向各作动器分配液压油驱动台架动作。计算机根据各传感器采集到的运动参数反馈信号，通过控制器实现A/D转换，输入到计算机中进行分析和计算，使作动器动作。整个机构实现俯仰和侧倾的转动自由度及垂向平动自由度，试验平台具有垂向平动、侧倾转动、俯仰转动三个自由度，对应每个自由度的运动，三个液压伺服作动器产生各自的运动形式，其中X、Y、Z方向上的运动对应的作动器动作如下：X向转动：其中两个液压伺服作动器同时主动同方向伸缩，第三个液压伺服作动器同时做相反方向运动。Y向转动：其中两个液压伺服作动器同时主动同方向伸缩，另一个液压伺服作动器同时做相反方向运动。Z向平动：三个液压伺服作动器作动器同时伸缩。本专利技术使用时，可根据试验需求，将三个液压伺服作动器编号，在计算机中通过控制设定路面轨迹参数及调整分油器动作实现变速器的道路模拟试验。综上所述，本专利技术结构简单、设计合理且使用操作简便、精确度较高，计算机预先设定的路面轨迹与液压伺服作动器动作轨迹及时修正，实现了试验平台动作与实际路面情况的高度拟合，实用性强。凡是根据本专利技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并联式道路模拟作动器结构及其控制方法，其特征在于，结构包括作动器本体和控制系统，作动器本体包括固定部分和可动部分，固定部分包括固定钢板、减震垫、固定螺栓；可动部分包括三个并联连接的液压伺服作动器、试验平台、变速器夹具，三个液压伺服作动器之间采用并联连接；三个液压伺服作动器通过作动器支座与固定钢板之间采用平面旋转铰联接，三个液压伺服作动器与试验平台之间使用MTS球铰连接，整个机构在伺服控制系统的控制下，由液压作动器驱动试验平台实现俯仰和侧倾的转动自由度及垂向平动自由度。

【技术特征摘要】
1.一种并联式道路模拟作动器结构及其控制方法，其特征在于，结构包括作动器本体和控制系统，作动器本体包括固定部分和可动部分，固定部分包括固定钢板、减震垫、固定螺栓；可动部分包括三个并联连接的液压伺服作动器、试验平台、变速器夹具，三个液压伺服作动器之间采用并联连接；三个液压伺服作动器通过作动器支座与固定钢板之间采用平面旋转铰联接，三个液压伺服作动器与试验平台之间使用MTS球铰连接，整个机构在伺服控制系统的控制下，由液压作动器驱动试验平台实现俯仰和侧倾的转动自由度及垂向平动自由度。2.如权利要求1所述，三个液压伺服作动器相向倾斜相同的角度，与试验平台连接的激励点位于同一圆周上且均匀分布互成120°，圆心与试验平台的质心位置重合。3.如权利要求1所述一种并联式道路模拟作动器结构的控制方法，计算机发出驱动信号，经过控制器进行D/A转换，分油器根据伺服信号向...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨平，汤贵庭，
申请(专利权)人：重庆工商职业学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50