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1 項目(mù)概(gài)述
1.1 項目背(bèi)景與試驗目的
汽車座椅(yǐ)靠(kào)背(bèi)骨(gǔ)架(jià)耐久試驗(yàn)台用於開(kāi)展汽(qì)車座椅(yǐ)靠背(bèi)骨架(jià)往復疲(pí)勞耐(nài)久(jiǔ)試(shì)驗,模擬車輛行(háng)駛過(guò)程中乘客倚(yǐ)靠(kào),顛(diān)簸(bò)衝(chōng)擊(jī)帶來(lái)的(dí)交變(biàn)載(zǎi)荷,考核(hé)靠背(bèi)鈑(bǎn)金(jīn),調(tiáo)角器,焊(hàn)接(jiē)點位,連(lián)接螺(luó)栓等關(guān)鍵結(jié)構的疲(pí)勞壽命(mìng),結構(gòu)變形(xíng),開(kāi)裂及(jí)鬆動(dòng)失效情況(kuàng),滿(mǎn)足汽(qì)車主(zhǔ)機廠(chǎng)座椅耐久企(qǐ)業標準(zhǔn)及(jí)國標相關(guān)試驗(yàn)要求。
1.2 核心設計(jì)要求(qiú)
加載(zǎi)方(fāng)式(shì):伺服電(diàn)缸(gāng)直綫往復加載,標準正(zhèng)弦(xián)波交(jiāo)變載(zǎi)荷,載(zǎi)荷(hé)幅值,加載頻率(shuài)獨(dú)立連續(xù)可(kě)調(tiáo);
控(kòng)製(zhì)模式:全(quán)程(chéng)閉(bì)環(huán)PID負(fù)荷控製(力(lì)閉(bì)環優(yōu)先),抑(yì)製位移擾(rǎo)動帶來的(dí)載(zǎi)荷(hé)波(bō)動(dòng),保證(zhèng)正弦波形無畸變;
控製硬(yìng)件:采(cǎi)用美國NI cRIO實時控(kòng)製器+配套IO模(mó)塊(kuài)搭(dā)建底(dǐ)層控(kòng)製係(xì)統,高實(shí)時性,高同(tóng)步(bù)性,適配動(dòng)態(tài)疲(pí)勞(láo)高(gāo)頻加(jiā)載(zǎi)場景;
功能要求(qiú):自動循環耐(nài)久(jiǔ)試驗,實時載(zǎi)荷(hé)/位移曲(qū)綫采(cǎi)集(jí),超限(xiàn)報警(jǐng)停機,試(shì)驗數據存(cún)儲(chǔ)導(dǎo)出(chū),故障(zhàng)自(zì)診斷;
設備工(gōng)況:可長(cháng)時間(jiān)連續(xù)不間(jiān)斷(duàn)疲(pí)勞運行,支(zhī)持百萬(wàn)次(cì)級(jí)耐久(jiǔ)循環,設備(bèi)運行穩(wěn)定性(xìng)強。
1.3 設備(bèi)整體設計原則
遵循高實時性(xìng)力(lì)控,機械結構(gòu)高(gāo)剛性,控製係(xì)統抗幹(gān)擾,人(rén)機操作便捷,多重安(ān)全防護(hù)五大原則,區別(bié)於傳(chuán)統位移(yí)控製(zhì)疲勞(láo)設備,本(běn)設備全程以(yǐ)載荷(hé)為閉環(huán)目(mù)標(biāo),消除(chú)座(zuò)椅(yǐ)骨架(jià)彈(dàn)性形變(biàn)帶(dài)來(lái)的加載誤(wù)差(chà),保(bǎo)證試驗(yàn)一致(zhì)性(xìng)。
2 設(shè)備總體(tǐ)係(xì)統(tǒng)方(fāng)案(àn)
2.1 係(xì)統整(zhěng)體(tǐ)架(jià)構
汽車座(zuò)椅(yǐ)靠背骨架耐(nài)久試驗台采(cǎi)用三層(céng)分布式(shì)控製架構(gòu):上(shàng)位機監控層(céng) + NI cRIO實(shí)時(shí)控製(zhì)層(céng) + 現場執行(háng)驅動層,三(sān)層架(jià)構分工明(míng)確,保(bǎo)障動態(tài)載(zǎi)荷(hé)控製的(dí)實時(shí)性,整體架構如(rú)下:
上(shàng)位機(jī)(工業PC):基於LabVIEW編(biān)寫(xiě)人機交(jiāo)互界(jiè)麵,負(fù)責試(shì)驗參(cān)數設(shè)置(載荷幅(fú)值(zhí),頻(pín)率(shuài),循環次(cì)數,保壓(yā)參數),實(shí)時波形顯示(shì),數(shù)據存儲,報表生成,歷(lì)史曲綫回看(kàn);
實時控(kòng)製(zhì)層(NI cRIO控(kòng)製器):核心(xīn)控製單元(yuán),運(yùn)行(háng)實時係(xì)統,執(zhí)行高速PID負(fù)荷閉(bì)環運(yùn)算(suàn),正(zhèng)弦波(bō)指令生(shēng)成,模擬量信號(hào)收發,高(gāo)速數(shù)據(jù)采集(jí),控(kòng)製(zhì)周(zhōu)期1ms,遠(yuǎn)超(chāo)普(pǔ)通PLC,適配(pèi)高頻(pín)正弦(xián)波動態加載;
現場執行層(céng):伺服電(diàn)缸,伺服(fú)驅動器,高精(jīng)度(dù)力(lì)傳感(gǎn)器,位移傳感(gǎn)器,工裝夾(jiā)具,剛(gāng)性機(jī)架(jià),完成(chéng)載(zǎi)荷(hé)輸出,力(lì)值(zhí)反饋,試樣裝夾(jiā)。
2.2 設備工作原(yuán)理
操作人(rén)員在上位機(jī)設定(dìng)正弦(xián)波(bō)加載參(cān)數(shù)(平(píng)均載(zǎi)荷,載荷(hé)幅(fú)值(zhí),加載(zǎi)頻率,總循(xún)環次(cì)數(shù)),參(cān)數下(xià)發至NI cRIO實時控(kòng)製器;cRIO內部實時生(shēng)成標準(zhǔn)正弦波(bō)載荷指(zhǐ)令,對比力傳感(gǎn)器(qì)實時反(fǎn)饋的實際載荷值,通過(guò)自適(shì)應PID負(fù)荷(hé)閉環算法計(jì)算偏差(chà),輸出模(mó)擬量控製信(xìn)號至伺服驅(qū)動(dòng)器;伺(sì)服驅(qū)動器驅(qū)動(dòng)伺(sì)服電(diàn)缸做往復直(zhí)綫(xiàn)運(yùn)動,對座(zuò)椅靠背施加精準正弦交變(biàn)載荷;同(tóng)時係統同(tóng)步(bù)采集載荷(hé),位(wèi)移實時數據,實(shí)時(shí)修正PID參數(shù),抵消靠背骨架(jià)彈(dàn)性(xìng)形變,機械間隙帶來的(dí)載荷偏差,保證加載波(bō)形(xíng)完整,載荷(hé)精度(dù)達標;試驗(yàn)達到設(shè)定循(xún)環次(cì)數(shù)或(huò)出現(xiàn)載(zǎi)荷(hé)超(chāo)限,位移(yí)超(chāo)限故(gù)障時,係統自動(dòng)停(tíng)機(jī)並記錄故(gù)障數據(jù)。
2.3 設備整(zhěng)體(tǐ)組(zǔ)成
設(shè)備分為六(liù)大模塊:剛性主機機(jī)架(jià)模塊(kuài),伺服(fú)電缸加(jiā)載(zǎi)模(mó)塊(kuài),力/位移檢測模塊,NI cRIO測控(kòng)模塊,人(rén)機交(jiāo)互(hù)模塊,安全防(fáng)護模塊。
