伺服阀广泛应用在伺服系统中，是将电信号转化为液压信号的关键元件，伺服系统的品质直接受到伺服阀性能的影响，为了充分掌握其特性，必须进行充分的试验，动态试验：测试低压大流量、分辨率、负载流量，阶跃响应，频率特性试验。

本文介绍的伺服阀测试系统主要是测试针对大流量电液伺服阀，采用计算机辅助测试系统完成伺服阀的各项试验，试验过程中能够实时显示试验数据和曲线，对试验数据在线处理、存储、打印和管理，并且能够根据测试结果计算电液伺服阀的静动态性能指标，判断电液伺服阀的性能（主要以高频伺服插装阀为例）。

1 高频伺服插装阀液压实验台

高频伺服插装阀测控实验台主要由：定量泵、蓄能器组、伺服比例高频阀带集成式模拟电子放大器，比例（节流）伺服阀（模拟放大器型号为2WRC-系列）、压力传感器、流量计、压力表等，电磁溢流阀（Rexroth）、具有高精度，高频响的压力传感器（霍尼韦尔）。

SPSS 21.0统计学软件为数据处理工具，其中的计数资料和计量资料分别以（%）和（±s）表示并录入，且对以上不同类别数据的比较，分别采取χ2检验和t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

传感器及其二次仪表是测试系统的关键部分，直接决定测试精度，频率响应时间，本系统主要的传感器及二次仪表均选用进口优质产品，具体选型如下：压力传感器3套，选用美国honeywell公司的产品PX2系列传感器，量程为40 MPa，分别测量系统压力pS、伺服阀A腔压力pA和B腔压力pB；流量传感器1套，选用德国Kracht的高压齿轮流量计和二次仪表，分别测量伺服阀流量和负载流量qL；可以实现对伺服阀的动态性能的测试以及液压系统的闭环控制功能。主泵，辅泵采用（Rexroth）高压定量泵，额定工作压力为35 MPa，为测试系统供油源，其压力控制口采用1个DN10通径的电磁溢流阀，泵（5）出口设有50 L的皮囊式蓄能器组，以实现高频动态测试时减小试验过程中先导控制油的压力脉动；主油道供油采用蓄能器方式供油，这样我们可以以很小的功率达到1 s～2 s的系统大流量（1 000 L/min）供油（本系统中主泵的电机功率为10 kW）。

测试台液压系统原理见图1所示。

  

图1 高频伺服插装阀液压系统原理图

2 测控系统硬件成

液压伺服测控系统主要由液压高频伺服插装阀实验台、电气控制柜、传感器、流量计二次仪表，西门子PLC、上位机、NI采集板卡、软件测控平台等部分构成。

利用计算机辅助测试技术的应用，采用正弦扫频的方法，将一定幅值的正弦周期控制电压信号作为激励源。本系统通过检测伺服活塞的运动速度来确定阀体输出流量，作为系统的响应。求出电压信号的自功率谱和电压信号与速度响应的互功率谱，再求出传递函数H(f)=Gxy(f)/Gxx(f)，最后，根据动态信号分析系统计算出伺服系统的幅-频特性曲线，得到伺服阀的频率响应特性（下降4 dB时的频率值）详见图5所示。

一席话，听得那老黄哭笑不得：“你们放心，我们只抢钱，不要命，我们的行动，都得按鸟窝大师给我们写好的脚本。总之我们黄梁村的山贼，跟秦岭、太行山、大别山的山贼都不一样，跟十二连环坞的也有很大不同，我们要脸，不要血。”袁安腹诽，可是这位兄台，你要脸，为什么又要用黑钟馗面具将脸遮起来呢？真英雄，好汉子，打一个劫，蒙着脸有意思吗？

  

图2 测控系统结构

测控系统软件模块框架图，如图3所示。

  

图3 测控系统软件模块框架

3 电液伺服阀特性测试

1）流量特性实验

动态实验时：主泵，辅泵，同时开启，将（2）DT1，（6）DT2两个电磁溢流阀打开，为蓄能器组（17.20）充油液，同时（8）球阀打开进行流量测试，待充液完成后，蓄能器组一侧压力传感器给出一个信号，待压力满足时进入测试界面，输入正弦信号，给定（伺服高频阀18）然后，点击“返回”保存频率特性和相位特性数据，流量数据等，并返回前一界面。

由上位机输出连续的±5 V周期变化的正弦电压信号给伺服放大器，采集流量计QF-LV1的输入信号，通过曲线的拟合得到流量特性曲线，实验结果如图4所示。

2）动态性能实验

现代企业的固定资产投资是一个项目周期长、需要大量资金投入的行为，这就需要现代企业管理阶层应主动从点滴做起、力求节约，降低成本开支，通过降低成本来增加利润额。管理信息系统的使用，就可以实现无纸化办公，管理阶层和工作人员借助于电脑系统进行无纸化办公，节约了大量纸张，有助于降低成本；同时，电脑的使用、管理信息系统可以有效取代大量手工劳动，有效降低人工成本，多管齐下来降低项目运行成本。

高频伺服插装阀动态性能测试实验是电液伺服阀性能测试中的难点，其测试方法有正弦扫频法和频谱分析法。本文主要采用正弦扫频法以及阶跃响应法进行频谱分析。

泪水顺着面颊流下，老人闭上了眼睛。林志回过头来，水仙芝正望着他。就在目光交接的一刹那，她低下了头。告别老师，林志默默无语，独自走向大堤。一切都是乱的，他想理出一个头绪来。

本系统采用串口通信的方式实现计算机与PLC的通信，从而实现远程控制泵的启动、停止功能。下位机PLC与上位机之间采用OPC通信实现信息的传输，如显示压力，阀开关状态等信息。采集板卡安装在计算机中，将各个传感器连接到端子板，实现了电压信号的高频采集与输出控制，将传感器信号统一在4 mA～20 mA的量程范围内，能减少外界的信号干扰。

高频伺服插装阀的频率响应和阶跃响应是动态特性在频域衡量系统中的2项主要指标。

伺服阀的流量是指液压系统输入流量为最大开度时，从回油口流出的全部流量，也叫动耗流量，它随着输入电压的变化而变化，当阀芯处于高位时测流量最大值。

（1）频率响应特性实验

采用回顾性研究方法，将《抗菌药物临床应用指导原则》（2015 年版，以下简称《原则》）[3]和《抗菌药物临床应用管理办法》[4]、《2013年全国抗菌药物临床应用专项整治活动方案》[5]以及相关指南及药品说明书作为点评依据。从预防使用抗菌药物比例、预防用药时机合理性、抗菌药物品种选择、用药适应症合理性、疗程合理性、联合用药合理性、住院费用以及住院天数等方面进行统计，录入Excel，并将干预前后情况进行对比。

整个计算机测控系统结构如图2所示。

本次临床观察指标:显效,患者的心悸以及胸闷等临床症状消失,且动态心电图检查未发现异常;有效,患者的心悸以及胸闷等临床症状有所改善;无效,患者的临床症状为得到改善。治疗总有效率等于治疗显效率与治疗有效率之和。

高频伺服插装阀是线性时不变系统，当输入信号为振幅不变、频率不断变换的正弦信号时，输出信号为频率相同的正弦信号，而振幅和相位有所变化。采用滤波的方法，将其他频率的干扰信号滤除，并进行曲线拟合。

（2）阶跃响应特性实验

阶跃响应是在系统额定压力下，且负载压力为零时，输出流量对输入阶跃电压的跟踪过程。阶跃响应是动态性能中对系统进行时域性能检测的重要依据。

“十三五”期间完成续建城际铁路项目的投资后，还要为“十三五”开工城际铁路项目增加投资。根据规划，“十三五”计划开工的城际铁路项目为9项，其中江苏省建设里程为1 834 km，投资规模合计3 107亿元左右。若参照江苏省“十二五”期间的出资情况，则“十三五”期间新开工项目江苏省方资本金规模约在600亿元左右。

根据阶跃响应曲线可以确定超调量、过渡，过程时间和震荡次数等时域品质指标。时域性能参数比频域性能参数更加直观，但测量精度比频率响应低。测试频率特性时，被控对象是在稳态情况下测量的，而测试阶跃响应曲线时，则发生在过渡过程状态，因此外来的随机信号干扰对测试阶跃特性的影响比频率特性测量结果的影响大得多，因此将信号进行滤波十分重要。

图6是本系统对2WRC-DN40型流量伺服插装阀进行了实测，高频伺服插装阀在PS-31.5 MPa额定压力和40 mA额定电流下测试阶跃响应。

  

图4 流量特性曲线

  

图5 频率响应特性曲线

  

图6 阶跃响应特性曲线

4 结语

本文介绍的系统是一套高程度自动化的计算机辅助测试系统，它具有如下特点：

a）采用定量泵，利用蓄能器组装置，实现大流量动态测试，提高了能源的使用效率，保证试验过程中压力恒定，减少脉动；

b）采用自行开发的数字式多功能信号放生器，能够产生幅值和频率可调的各种类型的信号，信号稳定准确，并具有多种操作模式；

c）选用进口或国内优质的传感器和二次仪表,测试精度高，性能稳定可靠；

教师为学生设计了游戏内容，将学生学习积极性成功调动起来，结合多媒体播放进行曲展开实际操作，为学生提供了逐渐走进音乐作品的机会。欣赏不是简单的聆听乐曲，而是与乐曲形成有效互动，由此建立起来的欣赏认知会更为深刻。

d）由计算机直接进行动态试验，无需频率特性动态分析仪，降低了成本,提高了测试的自动化水平；

e）由计算机完成测试数据的处理，并计算伺服阀的性能指标，消除了人工读取数据计算性能指标而造成的随机误差。

系统采用液压技术、机电一体化技术、仪器技术来完成对电液伺服阀大流量动态特性测试的研究。系统操作界面友好，稳定可靠，能完成测试信号的采集，再通过曲线拟合及分析处理得到最终的测试数据。利用虚拟仪器的强大数据处理功能实现对动态性能比较的研究，并提高了测试的精度，缩短了系统开发的时间。最重要的是利用较低的成本来实现伺服阀大流量的测试，目前，作为液压实验科研教学设备，可以面向全国各实验室推荐使用。

参考文献

[1]谭尹耕.液压试验设备与测试技术[M].北京：北京理工大学出版社，1997.

[2]王野牧.电液伺服阀的计算机控制与性能测试实验系统[J].沈阳工业大学学报，1997,(4):41-54.

[3]雷天觉.液压工程手册[M].北京：机械工业出版社，1990.

[4]黎启柏.电流比例控制与数字控制系统[M].北京：机械工业出版社，1997.

[5]王建勋，王向周.基于LabVIEW的电液伺服阀静动态CAT系统研究[J].微机信息，2005,21(5):125-126.

[6]汪首坤，王军政，马俊，等.电液伺服阀动态性能测试技术的研究[J].液压与气动，2003,(6):48-50.

[7]于仁萍.电液伺服阀的试验系统设计与仿真[D].青岛：山东科技大大学，2007.