高頻疲勞試驗機激振控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、疲勞試驗機是一種用于在常溫狀態(tài)下測量金屬及其構件受到拉伸、壓縮或拉壓交變載荷力的疲勞性能、疲勞壽命等試驗的機器，它被廣泛用于許多重要工程領域的材料試驗，如航空航天、交通運輸等。電液伺服式疲勞試驗機由于其具有輸出大推力、大位移等優(yōu)點，可以彌補電磁諧振式試驗機的不足，在未來的金屬疲勞試驗中將發(fā)揮重要作用，具有良好的發(fā)展前景。
　　本文以電液伺服高頻疲勞試驗機為應用背景，對其核心部件——電液激振器及其控制技術進行研究。本文將一種具有雙運

2、動自由度的2D激振閥應用于電液激振器，可將疲勞試驗機的工作頻率提高至2500Hz，同時分別實現激振器振動的激振頻率控制和振動幅值控制。為了對高頻電液激振器的振動中心進行偏置控制從而實現疲勞試驗機輸出拉壓交變載荷，采用一個數字伺服閥與2D激振閥并聯(lián)作用于雙出桿液壓缸實現激振中心位置的偏置控制。論文的主要內容和研究成果如下:
　　第一章，論述了研究疲勞試驗機的目的和意義;分析介紹了機械式振動、電磁諧振式和電液伺服式三類疲勞試驗機的工作

3、原理，闡述了國內外的疲勞試驗機及其控制技術的研究現狀。
　　第二章，介紹了電液伺服高頻疲勞試驗機及其核心部件——電液激振器的組成和工作原理。將數字伺服閥與2D激振閥并聯(lián)以實現對激振器的激振中心位置進行偏置控制，從而實現疲勞試驗機拉壓交變載荷的變換。論述了2D激振閥和數字伺服閥的結構原理和工作原理并建立了它們的數學模型。
　　第三章，用Matlab及Simulink對由2D激振閥和數字伺服閥構成的電液系統(tǒng)進行建模與仿真，對它在

4、不同激振頻率和振動幅值情況下的輸出頻率特性和幅值特性進行了仿真分析。
　　第四章，搭建了以TMS320F2812為CPU的電液激振器嵌入式控制器的硬件平臺，完成相應軟件程序編寫，構建了高頻疲勞試驗機的激振控制系統(tǒng)。
　　第五章，對電液激振器在不同激振頻率和幅值下的輸出載荷波形進行了實驗研究，分別測得激振頻率為50Hz、100Hz、300Hz、600Hz、800Hz、1000Hz、1500Hz、2500Hz和閥口軸向開度為0.