扭转疲劳试验机仿真测控（液压伺服扭转疲劳试验机仿真与测控系统）

扭转疲劳试验机仿真测控（液压伺服扭转疲劳试验机仿真与测控系统介绍：

　　大中型延展性轴类零件，尤其是连轴器，以其出色的特性被广泛运用于矿山机械设备、船舰、石油化工设备、航天航空等很多关键行业。动态性功能测试必须大扭距扭力试验机。

　　与使用电动缸的电动伺服系统相比，基于液压缸的液压伺服系统可以输出更高的功率，效率高，成本低。

　　扭转疲劳试验机仿真测控重点研究了液压伺服扭转试验机测控系统的电液方案、电液系统仿真、硬件设计和软件设计。

　　高扭矩扭力试验机的传动机构采用液压缸和反向滚珠丝杠机构，将直线运动转换为旋转摆动运动，实现对被测部件的动态性能测试。

　　试验机测控系统以FPGA为核心控制单元，通过USB与上位机通讯，传输采样数据和控制命令，以FPGA为核心进行控制算法计算，实现液压元件的伺服控制和电机。针对机械液压系统的仿真设计，提出了一种基于SolidWorks/Matlab的扭力试验机建模与仿真相结合的方法。

　　使用SolidWorks 软件对三维实体中的力转换机构进行建模，然后转换为相应的SimMechanics 模型，添加必要的Interface 模块和被测载荷模型。

　　建立液压系统的SimHydraulics模型，根据系统特点选择PID控制器，建立完整的试验机系统模型。

　　最后，基于位置闭环反馈和转矩闭环反馈对模型进行仿真。结果表明，该系统具有较好的跟踪性能，验证了系统的可行性。

　　根据扭力试验机测控系统的特点，通过分析比较，综合考虑功能需求、成本、资源利用率、后期扩展等因素，得出上位机+伺服测控系统方案控制器，FPGA作为主控单元。

　　结合USB总线，完成FPGA与上位机的数据通讯，实现液压元件和电机的伺服控制。然后，分析了基于FPGA测控系统的伺服控制器方案，重点设计了FPGA核心电路、USB接口电路、AD采样电路、DA转换电路、存储电路、电源电路等。最后进行软件架构设计，将软件设计分为FPGA底层控制程序、固件驱动层USB接口驱动、设备驱动层和应用层程序。

　　分别设计了USB接口驱动层、设备驱动层和应用层程序，并给出了一些FPGA功能模块的程序设计和仿真。仿真结果表明，FPGA设计的程序满足芯片的时序要求。

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