伺服压力交变试验控制系统研究初探

　　汽车空调和家用空调的压缩机、冷凝器、蒸发器、储液器、干燥过滤器、管路附件以及类似用途的承压部件等均在不同的工况条件下不断承受高、低压力的冲击，压力交变试验就是模拟各类承压部件的实际使用工况，以确定被试验产品的加速极限寿命，如模拟实际使用工况的压力变化、介质温度变化、环境温度变化和环境湿度变化等。

　　在以汽车零部件行业为主导市场的压力交变试验中，模拟实际工况压力波形的技术是未来的发展方向，如模拟正弦波、三角波、梯形波和任意不规则变化波形的破坏效果。模拟的压力变化波形的控制精度受到系统的内容积、容腔形状以及循环使用介质的弹性模量、流动特性等因数的影响。

　　匹配设计是伺服液压控制系统的关键技术所在，试验介质的弹性模量、空气含量、黏度以及试验管路结构设计等均会对试验效果产生比较大的影响。可靠性设计是电气控制系统的关键所在，控制系统的构成设计、元器件的合理选择是电气控制系统正常运行的有效保证，变参数 PID 控制、高速通信和高速采样技术等的运用将有助于提高电气控制系统的运行效果。伺服液压控制系统一般由指令元件、控制放大器、电液伺服阀、液压驱动装置以及被控对象和检测元件等组成。压力交变试验大多采用 PID 控制、迭代学习控制、滑块控制、Backstepping 控制、模糊控制与PID 结合等方式。前期的压力交变试验的电气控制系统一般采用简单的 PID 控制技术或者迭代学习控制技术，现阶段的控制技术朝着智能化、集成化的方向发展。

　　1伺服液压控制系统

　　伺服液压系统的控制原理如图 1 所示，对试验产品叠加一个按某种规律变化的交变压力源，被试验产品就不断承受着该交变压力源的压力变化，只要控制指令元件输入按照试验所需要的压力波形变化，被试验产品承受的压力变化的波形、频率等就能够满足试验要求。

　　伺服液压系统主要包括液压站、伺服驱动系统、试验环境恒温系统、试验介质恒温系统等组成。液压站的功能是提供足够的动力源，伺服驱动系统由液压站驱动，能够根据试验要求对试验产品叠加规定的压力交变波形，伺服驱动系统一般进行压力或者位置的PID 调节。试验环境恒温系统能够模拟温度、湿度等实际使用工况。试验介质恒温系统主要提供试验所需要的指定温度的循环介质。由于压力交变试验的控制精度要求比较高，一般的电液比例阀控制系统精度上达不到要求，而电液伺服控制系统体积小、重量轻、控制精度高、响应速度快，使用于高性能场合，因此电液伺服控制系统逐步成为压力交变试验的发展趋势。