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一(yī)，設(shè)備總(zǒng)體概(gài)述

二(èr)，測(cè)控係(xì)統（NI cRIO 實時平台）

1. 核(hé)心硬件配置(zhì)

• 主(zhǔ)控(kòng)：NI cRIO 實時控(kòng)製(zhì)器（實(shí)時(shí) FPGA 架構，高(gāo)同(tóng)步性，滿足動(dòng)態(tài)正(zhèng)弦加載閉(bì)環(huán)控(kòng)製(zhì)）

• 模擬(nǐ)輸(shū)出(chū)模(mó)塊 NI 9263

  4 通道(dào)模(mó)擬電壓(yā)輸出(chū)，用於(yú)伺(sì)服(fú)驅(qū)動器(qì)指(zhǐ)令給(gěi)定(dìng)，輸出連(lián)續正(zhèng)弦控製信號，實時調節輸出幅值(zhí)，頻率(shuài)，實(shí)現電缸位(wèi)移 / 力閉(bì)環驅動(dòng)。

• 模擬輸(shū)入(rù)模塊 NI 9215

  高分辨率多通道(dào)模(mó)擬(nǐ)采(cǎi)集，采集(jí)力(lì)傳(chuán)感(gǎn)器，扭(niǔ)矩傳(chuán)感器(qì)，位移(yí)傳(chuán)感器模擬(nǐ)信號，同步記(jì)錄動態交變載(zǎi)荷波(bō)形(xíng)。

• 數字 IO 模塊(kuài) NI 9375

  雙(shuāng)向數(shù)字(zì)通道，設備安(ān)全(quán)回路(lù)，急停，限位(wèi)，電磁(cí)閥(fá)，指示燈(dēng)，伺(sì)服使(shǐ)能(néng)信(xìn)號(hào)交(jiāo)互(hù)。

• 數字輸入(rù)模塊 NI 9411

  差分數字(zì)采集，讀取硬(yìng)件(jiàn)上(shàng)下限(xiàn)位，安全門(mén)，光柵，故障(zhàng)反饋，編碼(mǎ)器(qì)位(wèi)置(zhì)信號(hào)，高速(sù)響(xiǎng)應超(chāo)限(xiàn)保護。

2. 控製功能

1. 正弦波交變(biàn)加載(zǎi)

   支(zhī)持位移模式 / 力(lì)模式(shì)雙(shuāng)閉環(huán)正(zhèng)弦(xián)輸(shū)出(chū)，獨(dú)立(lì)設置：

• 幅值(zhí)：力幅值 0~1000N 可調(tiáo) / 位(wèi)移幅(fú)值按行程自定(dìng)義

• 頻(pín)率：0~10Hz 連續可調(tiáo)（根(gēn)據(jù)電缸速(sù)度 500mm/s 匹配極限試驗(yàn)頻(pín)率）

• 偏移(yí)量(liáng)：靜態預(yù)載疊加正弦(xián)交(jiāo)變載荷

• 波形(xíng)切換(huàn)：純正(zhèng)弦，半正弦，三角波(bō)，梯(tī)形波可選(xuǎn)

2. 彎扭復合同步加(jiā)載(zǎi)

   雙電缸(gāng)同步相位控製(zhì)，彎(wān)曲，扭(niǔ)轉(zhuǎn)波形相位差(chà)可設(shè)定，模(mó)擬實車顛(diān)簸轉向復合受(shòu)力工(gōng)況。

3. 實(shí)時同步采(cǎi)集

   FPGA 硬件同步采(cǎi)集，控製(zhì)輸出與數據采(cǎi)集微(wēi)秒(miǎo)級同(tóng)步，無相位滯後(hòu)，精準(zhǔn)記錄(lù)疲勞動態曲綫。

4. 多(duō)級安全保護

   力(lì)超(chāo)限(xiàn)，位移超(chāo)限，頻率過載(zǎi)，伺服(fú)故障，硬件(jiàn)限(xiàn)位，急停(tíng)自動停(tíng)機並(bìng)鎖(suǒ)存故(gù)障數據(jù)。

3. 軟件平台(tái)

• 參(cān)數(shù)配(pèi)置界麵：頻(pín)率，幅(fú)值(zhí)，循環次數，預加載荷，保護閾(yù)值

• 實(shí)時曲綫：力(lì) - 時間(jiān)，位移(yí) - 時間，力-位移曲(qū)綫

• 數據(jù)存(cún)儲(chǔ)：循環次數(shù)，峰值穀值，實(shí)時(shí)波(bō)形，試(shì)驗(yàn)報告(gào)自動(dòng)導(dǎo)出

• 耐久(jiǔ)計(jì)數：到達設(shè)定循環自動(dòng)停機，記(jì)錄失(shī)效時(shí)刻(kè)數(shù)據

三(sān)，執行(háng)機(jī)構：伺服電動缸(gāng)單元(yuán)

1. 額定輸(shū)出推力：1000N

2. 最(zuì)大運(yùn)行速度(dù)：500mm/s

3. 驅(qū)動(dòng)形(xíng)式：伺(sì)服電機 + 精密(mì)滾珠絲杠(gàng)，低(dī)間隙，高重(zhòng)復定位(wèi)精(jīng)度

4. 加載模式切換：

• 位移(yí)閉環：給定(dìng)正(zhèng)弦位移(yí)幅值(zhí)，控製(zhì)方向(xiàng)盤變(biàn)形量(liáng)

• 力閉(bì)環(huán)：搭配拉壓力傳感(gǎn)器(qì)，恒定(dìng)交變(biàn)力正(zhèng)弦(xián)加載

5. 配(pèi)套(tào)部(bù)件：高精(jīng)度(dù)力傳(chuán)感器，關(guān)節萬向接頭，加載工裝(zhuāng)，消(xiāo)除側向附加(jiā)彎矩(jǔ)

四，機械結構方案

1. 基礎底(dǐ)板(bǎn)

   加厚鋼板整(zhěng)體(tǐ)銑削(xiāo)底板(bǎn)，加工(gōng)標準 T 型槽(cáo)，方便工裝快速(sù)定位，夾具前後(hòu)左(zuǒ)右調節，配(pèi)重加強，抑製(zhì)高速正弦加(jiā)載振動。

2. 主機框(kuàng)架

   重型工業鋁(lǚ)型材(cái)模塊(kuài)化(huà)搭(dā)建，強(qiáng)度高，拆(chāi)裝靈活，方便拓(tuò)展雙(shuāng)電缸（彎(wān)曲 + 扭轉(zhuǎn)雙工位）；型材內(nèi)部(bù)可(kě)布綫，外(wài)觀整潔，減(jiǎn)重(zhòng)同時(shí)保(bǎo)證動(dòng)態剛度，高(gāo)頻疲勞試(shì)驗無(wú)共振變(biàn)形。

3. 工裝(zhuāng)夾(jiā)具

   方向(xiàng)盤專(zhuān)用(yòng)定(dìng)位工(gōng)裝(zhuāng)，適(shì)配(pèi)不同規(guī)格(gé)方向盤花鍵，安裝(zhuāng)底(dǐ)座，快速(sù)換型；角(jiǎo)度(dù)調節(jié)支(zhī)座(zuò)，可(kě)調(tiáo)整加載施力(lì)點(diǎn)高度(dù)與(yǔ)力(lì)臂，滿足不(bù)同標(biāo)準彎曲 / 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)要求。

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