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威爾克森WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng)
　　WILKERSON過濾器是液壓系統(tǒng)中用以控制油液污染度的重要元件,它的作用是濾除油液中的固體顆粒污染物,使油液的污染度控制在關(guān)鍵液壓元件能夠耐受的限度以內(nèi),以保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性和延長元件的壽命。由于過濾產(chǎn)品暴露的質(zhì)量問題比較嚴(yán)重,與發(fā)達(dá)*相比差距很大,過濾產(chǎn)品性能試驗日益引起用戶及生產(chǎn)廠家的重視。因此,建立WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。
　　
威爾克森WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng)
　　研制WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng),不僅能夠為開展影響過濾性能因素的研究提供條件保障,同時對液壓系統(tǒng)油液顆粒濃度的分析與在線監(jiān)測以及高精度油溫控制技術(shù)的深入研究將促使液壓系統(tǒng)性能提高。 本論文研制了一套WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng),用于對液壓WILKERSON過濾器進(jìn)行多次通過試驗、壓降流量特性試驗以及濾芯抗流動疲勞特性試驗,評定WILKERSON過濾器的各項性能指標(biāo),包括過濾精度、壓降流量特性、納污容量以及濾芯的抗流動疲勞特性。主要內(nèi)容如下：以國內(nèi)外文獻(xiàn)為基礎(chǔ),分別介紹了WILKERSON過濾器性能測試技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀,以及WILKERSON過濾器性能測試試驗臺的國內(nèi)外研究進(jìn)展。簡要介紹了研制WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng)的難點問題,闡述了課題的目的與意義、主要研究內(nèi)容及難點。從功能需求出發(fā),對WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計,包括系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及評定參數(shù)分析、液壓回路原理設(shè)計和優(yōu)化、系統(tǒng)技術(shù)要求分析以及關(guān)鍵液壓元件的選型與設(shè)計。針對于設(shè)計制造過程中的幾個關(guān)鍵技術(shù),油路中試驗顆粒的沉降以及尺寸改變問題、試驗裝置的全電腦控制以及共同試驗基準(zhǔn)的保證問題,對其進(jìn)行了闡述并給出了解決方案。設(shè)計開發(fā)了WILKERSON過濾器性能測試監(jiān)測控制系統(tǒng),包括測控系統(tǒng)信號匯總、上下位機(jī)選型、PLC實時監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計以及上位機(jī)軟件設(shè)計。PLC實時測控系統(tǒng)軟件可以分為四個模塊：通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理及過程控制模塊(含相關(guān)控制算法)以及安全保護(hù)模塊等。上位機(jī)軟件實現(xiàn)了人機(jī)交互界面設(shè)計、基于DataSocket技術(shù)與OPC服務(wù)器通訊、數(shù)據(jù)處理、試驗數(shù)據(jù)庫管理以及試驗報表創(chuàng)建等功能。結(jié)合WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點,建立液壓系統(tǒng)顆粒污染控制模型,對影響油液顆粒濃度的因素進(jìn)行了分析,得出濾器上游顆粒濃度維持穩(wěn)定的條件為保持穩(wěn)定的系統(tǒng)油液體積。在WILKERSON過濾器性能測試試驗臺上,開發(fā)了油液顆粒濃度在線監(jiān)測系統(tǒng),并進(jìn)行了油液顆粒濃度控制試驗。模型計算與試驗結(jié)果比較表明,兩者的趨勢基本*,在一段時間后,濾器上游的顆粒濃度均能夠達(dá)到平衡狀態(tài),且在各個試驗點上都非常接近,說明污染控制模型推導(dǎo)過程中所作的假設(shè)是合理的,可以用于液壓系統(tǒng)顆粒污染物濃度變化的預(yù)測和監(jiān)控。但是在達(dá)到平衡狀態(tài)的時間上,兩者相差很大。在保持系統(tǒng)油液體積穩(wěn)定的情況下,微調(diào)污注流量,能夠很快地使濾器上游顆粒濃度維持在平衡值附近,快速地滿足試驗的要求。針對WILKERSON過濾器性能測試液壓系統(tǒng)建立了溫度被控對象以及三通比例水閥的數(shù)學(xué)模型。液壓系統(tǒng)油溫控制對象是典型的一階滯后環(huán)節(jié),具有大慣性、大滯后以及參數(shù)時變等特點。在此基礎(chǔ)上,提出了基于參數(shù)自整定PID的油液溫度控制策略,并在MATLAB/SIMULINK進(jìn)行了參數(shù)自整定模糊PID控制器的設(shè)計以及油液溫度控制的仿真分析。

威爾克森WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng)
　　仿真結(jié)果顯示,采用參數(shù)自整定模糊PID控制算法對液壓系統(tǒng)油液溫度進(jìn)行控制,油溫靜態(tài)誤差小,且控制器具有不依賴系統(tǒng)模型,對系統(tǒng)時變參數(shù)不敏感等優(yōu)點。將模糊推理規(guī)則構(gòu)造成查詢表,存儲在PLC中,通過簡單的查表與插值計算實現(xiàn)參數(shù)自整定模糊PID算法。在WILKERSON過濾器性能測試試驗臺上進(jìn)行了油液溫度控制試驗,變工況下,液壓系統(tǒng)油液溫度能有效控制在40±2℃范圍內(nèi)。