机车振动平台装置及控制【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘   要  本文主要针对机车振动平台装置及其控制进行设计，通过 先分析机车振动平台的运动特性及运动方式确定其主要参数，包括液压缸的推力， 带传动带轮的位置 ； 根据主参数和设计要求进行 液压缸，控制系统的设计及选用。本设计的机车振动台共有三大部分，包括机架部分，液压部分，和控制部分。本课题主要模拟机车的颠簸情况，为振动试验搭建测试平台 。该项目的研发具有重要的现实意义和工程应用价值。  关键词 ：振动平台，液压缸， 机架， 控制  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n of of to of a of of s 文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目   录  1 绪论 内外基本情况 前存在问题 成设计的方案及主要措施  机车振动平台的总体设 计 动台介绍 动台分类  种类型振动台的性能比较和选择原则 车振动平台的主要设计参数  总体设计及计算 压缸的选用 动机的选择  带的设计及计算  控制 系统的设计 制系统总体设计及选择 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论  随着轨道交通发展的日益成熟，越来越多的机车将被投入使用，期间不仅对机车的制造生产有较高的质量要求，还包括对生产完毕，投入使用之前的机车的运行测试。由于轨道资源的有限，无法将新的机车投入轨道线路进行测试，所以机车的测试平台成为了必不可少的一个检测工具。本设计的机车振动台共有三大部分，包括机架部分，液压部分，和控制部分。本课题主要模拟机车 在 颠簸情况下的行驶状况 ，为振动试验搭建测试平台 。该项目的研发具有重要的现实意义和工程应用价值。  内外基本情况  机车振动平台装置的种类特点： 机车运行中的振动 ,不仅影响其动力学性能和结构强度 ,而且还影响电机、电器设备的使用寿命及工作可靠性。 液压式振动台主要用于机车车辆、汽车、船舶等行业的各类仪器、仪表，零部件的耐振试验和可靠性试验。该系统运用模块化设计技术，采用进口电液伺服阀，油源由专业厂家制造，高可靠性。使用频率低、推力大、承载能力强。 工业发达国家的 液压式振动台 较早、 比如 德国、美国 、加拿大、日本  其特点有：  1）开发多品种、多功能、高质量及高 精确度 的 液压振动台 。  2）迅速发展 磁力振动台以及低频振动台 ，不断改进和革新控制方式 及其精确程度。   3）重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度 。  4）更新设计理论，提高可靠性，延长使用寿命。  6）进一步改进液压系统。  慕尼黑滚动振动试验台 :1970年由于高速列车的发展德国实施了轮轨研究计划，将车辆一轨道动力学和轮轨系统结合考虑。 1977年，慕尼黑滚动振动试验台作为轨道模拟器  主实验室条件下进行试验 。该滚动振动试验台用旋转的轨道轮代替无限长的  轨道，轨道轮由电液伺服液压激振器驱动，并在几个自由度上可以施加激振。试验台可以测试车辆 。 系 统处于不同动力学条件下和不同的轨道几何参数下的动力学性能。  日本东京滚动振动试验台 ： 该试验台隶属于日本铁道技术研究所 (，最初的试验台于 1957 年完成，并在数项研究发展计划中发挥了重要作用，比如新干线列车的高速转向架开发、货车脱轨研究等，并在该领域国际交流合作方面买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 也作出了重要贡献。 30年后由于未来铁道车辆发展的需要该试验台被更新，新的试验台于 1989年底投入使用，该试验台最高可进行速度达 500km/别地，该试验台可以对每个轨道轮施加横向、垂向及纵向的激振 。  美国科罗拉多滚动振动试验台 ： 该轨道动力学实验室隶属于美国交通部联邦铁路局 (作为研究轨道动力学的试验工具而设立。该试验台基于一套滚动动力学装置包括驱动电机、调速轮和轨道轮。该试验台可以对无动力装置车辆如货车、客车等进行试验，还可以对自带动力装置车辆试验如机车等进行试验。试验台最高速度可达 230km/h，并由标准组件组成，可以适用于各种不同尺寸的车辆。  每个试验车辆车轮安放于轨道轮上，每对轨道轮安装在一根轴上并由之带动。车辆轮对和轨道轮对滚动接触即模拟出车辆在轨道上运行。轨道轮可以模拟车辆在没有横向或垂向的不平顺直线轨道上运行， 也可以模拟在一定半径的曲线轨道上运行，利用调速轮试验台还可以模拟车辆加速或制动的阻力。试验台可以支持多至四轴转向架的机车车辆试验，六轴或八轴机车车辆则可以利用辅助设备试验。此外，试验台装有两台电液伺服液压激振器，对转向架一侧施加横向恒作用力或横向激扰，作用在转向架一侧上的每对力可以为“推一推”或者“推一拉”组合作用方式。配合高灵敏度的位移测量设备和一套电脑，就组成了非常精确、多功能的试验测试装置，可以将试验车辆的动力学响应进行采集、处理并将数据加以保存。  加拿大握太华滚动振动试验台 ： 加拿大握太华国家研究委员 会的滚动振动试验台被称为曲线轨道模器。两对轨道轮装于一个可变形框架内，在模拟曲线轨道试验中转向架被安置于轨道轮上端，两根轴可以调节，产生摇头角。该试验台曾被用于优化轮对和转向架设计，而现在由于铁道车辆研究重点的转移该装置已拆除。  国液压式振动平台装置行业的现状及前景  我国从 1988年开始，在西南交通大学牵引动力国家重点实验室正式批准建造滚动振动整车模拟试验台，并于 1993年初步落成， 1995年起正式承担机车车辆整车滚动振动试验，我国的滚动振动试验台与德国慕尼黑滚动振动试验台有很多相似之处，而经过 不断的完善改造，至今己成为世界上试验功能最丰富的滚动振动试验台之一。最近，我国滚动振动试验台经过改造，可以进行多至六轴机车车辆试验，同时可以模拟机车车辆曲线通过，这为全面测试机车车辆动力学性能和理论研究提供了试验条件，使我国在高速机车车辆研制中的试验能力达到了国际领先水平。此外，在我国青岛四方所、株洲电力机车厂都有相关滚动振动试验台设备。整车滚动振动试验台及比例滚动台模型都已被证明了是测试车辆动力学性能强有力的工具，不仅在研究轨道动力学方面，而且在确认模型、预测裂力学行为以及开发新型铁道车辆方面都可以得到运 用。  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 液压振动台由于能真实地模拟各种试验环境 ,又具有出力大 ,控制方式灵活 ,有适当的频宽范围等优点 ,已愈来愈得到广泛的应用。不论是各种机电产品在使用和运输条件下的耐振情况 ,大型锅炉、桥梁、水坝等构件在地震时的耐震情况 ,汽车车辆的道路模拟试验 ,航天环境的模拟试验都使用了 其作为测试环境安全主要手段。未来的发展：主要对其高性能，高效率，低成本，可靠性强的设备。  前存在问题  目前国内机车振动平台的总体水平与 世界领先国家的差距还较大 ， 几乎所有高档 振动台 仍依赖于进口设备。有一方面原因在于设计方法的落后，国内设 计多采用二维设计，往往会产生干涉或设计错误而无法及时发现和解决。若采用三维设计软件进行辅助设计，能大大提高设计效率，并及时发现错误。另外用计算机辅助设计能提高 成性，可用先进设计分析方法进行设计验证校核。  成课题的方案及主要措施  研：查阅资料、进入企业调研  进入企业实际调研，包括：参观实际振动台，观察振动台如何拆装；查阅有  关资料，包括实际图纸和设计范例，从而从理论到实际结合起来，在设计过程中不断学习和完善设计思路。  软件进行机架装配图的设计  使用 以跟直观的发现设计上的疏漏，并加以改正。  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 机车振动平台的 总体设计  动台介绍  振动台 又称振动激励器或振动发生器。它是一种利用电动、电液压、压电或其他原理获得机械振动的装置。其原理是将激励信号输入一个置于磁场中的线圈，来驱动和线圈相联的工作台。对于不同的测试物和技术指标，应注意选用不同结构和激励范围的振动台。振动台适用于汽车零部件、电子、家具、礼品、陶瓷、包装等产品进行相关振动试验。 更加大型的振动台可以进行整车振动等。  随着科技的日益发展振动台可以 进行更多方向的震动，对于现实生活中的一些问题，可以更好的进行仿真  振动台的种类很多，主要类型有： 模拟运输振动试验台， 水平 振动台 , 单向电磁振动台  ,机械振动试验台 , 工频振动台 , 低频振动试验台 , 高频振动试验台 。  目前随着测试及认证行业越来越受到企业以及消费者的重视关于振动台的测试标准也越来越严格化和规范化。比如温度综合，湿度综合等，加上环境因素的振动测试。所以对于振动台的要求也越来越严格。  动台的分类  目前， 振动台 已发展成为品种齐全、规格繁多的大系统，可以从不同的角度进行分类。  运动方式分类  （ 1） 单轴 振动台单轴振动台 又分为垂向振动台以及水平振动台 （见图 2。该类振动台一般推力较大，多用于测试产品由于某些突发因素所造成的冲击以及碰撞。所以该类振动台的行程较大，以满足碰撞和冲击的加速度以及速度。多用来测试产品在一定时间内所发生的多次冲击后，产品的质量问题。  图 2单轴振动台单  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2） 见图 2，其比单轴振动台多出一到多个个方向的振动。该类振动台体积较小，多用于测试产品在运输过程中发生的振动。  由于体积较小所 以测试物品多属于一些较轻的电子产品比如笔记本电脑，电脑主板等等。 同时该振动台由于可以多方向的震动，也可以用来做扫频测试以找出产  品的共振点。  图 2振动台  (3) 3轴 6自由度 振动台  该类振动台因要模拟机车的行驶过程，所以必须三轴同时振动，且该类振动台的占地范围也较大。但该类振动台的行程较小同时以为是机车行驶的模拟振幅以及频率不大。多用来测试机车的行驶状况，以及运输中物品的颠簸范围及程度。  图 23 轴 6 自由度振动台  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985  按激振方式分类  （ 1） 机械振动台  由电机驱动机械结构 产生所需振动的振动台称为机械振动台。机械振动台主要有直接驱动式和反作用式两种类型。 （见图 2 直接驱动式机械振动台 ：  直接驱动式是由连杆或凸轮等传动机构直接驱动的振动台，根据驱动机构的不同又可分成曲柄连杆式、轭架式和凸轮式三种。其频率由驱动电机转速控制。其位移振幅一般不随负载和频率变化。  反作用式机械振动台 ：  它是由不平衡质量旋转产生的激振力驱动的振动台，其力 F=其中 为转动角速度。给出了最常见的一种能做垂直振动的双质量振动台。有时候需要既能做垂直运动又 能做水平振动，这时可采用三质量振动台，其中 个小质量运动和大质量的旋转引起的离心力在水平方向相互抵消。而垂向则叠加，故产生纯垂向激振力。则因大质量相位偏移了 180度， 所以 离心力在垂直方向相互抵消，故产生纯水平 的振动。  图 2  机械振动台  （ 2） 电动振动台  由固定磁场和位于磁场中并通由交变电流的可动线圈的相互作用所产生的力驱动的振动台称为电动振动台。它主要由电动振动台、功率放大器和振动控制装置等所组成。 （ 见图 2 电动振动发生器典型结构示意图见图 5。其中具有工作台的电 动振动发生器买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 用于振动环境试验；具有力输出激振头的电动振动发生器用于振动特性试验。  对于小推力情况（ <500N），其固定磁场由永久磁铁提供，大推力情况则是由  直流线圈提供的。为避免磁场对试件的不良影响，现多采用双端式交变线圈。  功率放大器用于为激振台提供所需的电流和电压。功率放大器有两种类型可供选择，即线性功率放大器和开关功率放大器。线性功放失真小，但热耗大，效率低（ 40%50%）；而开关功放热耗小，效率高（ 70%80%），且体积小，失真也不大。  功放与振动台的耦合方式有两种，即直接耦合和 变压器耦合。前者没有功率损失，频率范围宽；后者则可通过变压器抽头调节额定电压和电流，以适应不同试验要求，但缺点式变压器有功率损失，并限制了使用频率范围。  信号发生器和控制装置用于为功放提供信号源，它可以根据试验要求的不同，提供正弦、随机振动和冲击信号并通过台面实测信号的反馈实现实时控制（使台面振动符合规定要求）。  辅助台通常为一油膜滑台，用于实现水平振动。  冷却装置用于移去振动台动圈及功放产生的热量，有风冷和水冷两种。风冷无需循环水冷却装置，但噪声大；水冷方式噪声小，冷却效率高，但需要建循环冷却 水塔。  图 2  电动振动台  （ 3）液压振动台  利用液体压力产生振动力进行驱动的振动台称为液压振动台。它由液压振动发生器、液压源、伺服阀控制和保护装置以及振动控制系统组成。典型液压振动台分为具有工作台的液压振动台和具有力输出激励头的液压振动台。 （见图 2 伺服阀实际上为一电液放大器，它通常由电磁驱动线圈、控制滑阀和功率滑买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 阀组成。它将输入电信号转换成液体压力、流量及方向变化，驱动液压缸的活塞运动。该运动由传感器反馈给伺服阀控制装置以控制波形满足预定的要求。液压  振动台像电动振动台一样，可以实现 正弦、随机振动和冲击激励。此外，它还可以利用多个液压缸组成多点或多轴向的振动试验系统。  图 2 液压式振动台  振动频率大小分类  （ 1） 低频振动台  低频振动台测试平率范围多为 00 00这类振动台 多为液压振动或机械振动。由于测试频率较小一般用作公路运输的测试 ，且液压振动台是唯一可以从 0 （ 2）中频振动台  其测试范围 300上及 2000用于发动机，电动机的工作时振动进行测试。  （ 3）高频振动台  多为 2000如 飞机机翼，以及导弹飞行过程中的振动  由于其频率很高所以这类振动台的数量较少。一般为专业器械的震动做测试。   种类型振动台的性能比较和选择原则  以上三种振动台分为，液压振动台，机械振动台和电磁振动台 。 （见表 2 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 2种类型振动台的性能比较  参数  电动振动台  液压振动台  机械振动台  额定力 /00 510000 50 负载 /000  5000  500 加速度 /(m/1000,典型 1000 1000,典型 100 300,典型 100 频率 /000 0800 00 失真 /% 25,在某些频率处可达 25以上  在固有频率一下  在固有频率以上  横向运动 /% 510 20 5 台面不均匀度 /% 510 25 510 对负载偏信的敏感度  高   低  高  激励类型  全部   全部   定频正弦  成本  高  高  低  车振动平台的主要设计参数  振动平台 设计的初 始 ，首先需确定有关参数，它们是传动设计的依据，影响到产品是否能满足所需要的功能要求，因此，参数拟定是 振动台 设计中的重要问题。  振动台 参数有主参数和基本参 数。主参数是最重要的，它直接反映 振动台 的运动 能力、特性、决定和影响其他基本参数的数值。 根据 设计任务及常用数控机床性能，列出以下参数机车振动平台 主要设计参数 ，用以方案选定，计算参数也都用以下表格所列参数为主要依据。  表 2车振动平台的主要设计参数  名称  设计参数  工作台尺寸    工作台最大纵向行程    工作台最大横向行程    买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 续表 2车尺寸    振动台振幅    外型尺寸   买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 总体 设计 及计算  压缸的选用  本段主要根据工作情况 对液压缸进行设计选用，通过最大负载和工作压力来确定液压缸的主要尺寸，液压缸的主要尺寸包括： 液压缸内径 D、活塞杆直径 d、液压缸缸体长度 l。  （ 1） 水平前后方向的液压缸的选择及计算  1） 液压缸内径 D 液压缸内径 通过推动水平前后方向的振动板所需克服的摩擦力来确定液压缸的最小推力。  再不能减小振动台的外形尺寸的条件下振动台台体 和 板材 所用 的 材料为铝合金，密度为 ，以竟可能的减轻振动台，台面的重量，使液压缸的性能得到充分发挥。  前后方向振动板的外形尺寸（长 4500  宽 2000  高 20）（单位  根据工作情况定测试机车最大重量为  。   因为上海海拔与水平线差别不大所以  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 可求得摩擦力为  取滑动导轨 之间 的摩擦系数 压缸推力  即液压缸 可产生的 推力因大于等于  根据机械手册查表得液压缸的公称压力  液压缸压力为 :  所选用的液压缸为单杠液压缸。  无杆腔进油时：  有杆腔进油时：  初步回油压力 ，则公式应变为：  无杆腔进油时：  有杆腔进油时：  算得 ，圆整的  2） 活塞杆直径 d 因为 振动所需要的 活塞来回速度 相差不大 选取可达到的最小速比 压缸的 内 径  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 所以 活塞杆的直径  3） 液压缸缸体长度 L 由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特               殊要求的其它长度确定  其中活塞的宽度   取 。  导向套滑动面长度  因为 ，故取 。  导向长度 （ 这里  最大行程 ,取 。  所以缸体长度 。  由于活塞杆直径与缸体长度之比小于 15，所以该液压缸无须进行校核。  （ 2） 水平左右方向的液压缸的选择及计算  1） 液压缸内径 D 液压缸内径 通过推动水平前后方向的振动板所需克服的摩擦力来确定液压缸的最小推力。  因为左右方向和前后方向振动板外形尺寸基本一致。  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 所以  即左右方向液压缸推力  液压缸推力  即液压缸 可产生的 推力因大于等于  设计液压缸压力为 :  所选用的液压缸为单杠液压缸。  无杆腔进油时：  有杆腔进油时：  初步回油压力 ，则公式应变为：  无杆腔进油时：  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 有杆腔进油时：  算得 ，圆整的  2） 活塞杆直径 d 因为 振动所需要的 活塞来回速度 相差不大选取可达到的最小速比 压缸的 内 径  所以 活塞杆的直径  3） 液压缸缸体长度 L 由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特               殊要求的其它长度确定  其中活塞的宽度   取 。  导向套滑动面长度  因为 ，故取 。  导向长度 （ 这里  最大行程 ,取 。  所以缸体长度 。  由于活塞杆直径与缸体长度之比小于 15，所以该液压缸无须进行校核。  （ 3） 垂直方向的液压缸的选择及计算  1） 液压缸内径 D 液压缸内径 因为是垂直方向的振动，所以需要 大于振动台台体及试件的重力 。  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 已知加速度最大为 。  所以  第一工作台，即面积最大工作台的外形尺寸为（长 5500宽 3000高 50） .(单位 其所 用材料为铝合金，密度为  所以第一工作台重量为：  所以总重量  因为底部有四 个液压缸进行同时同方向的振动所以每个液压缸的推力为：  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计液压缸的工作压力为  所选用的液压缸为单杠液压缸。  无杆腔进油时：  有杆腔进油时：  初步回油压力 ，则公式应变为：  无杆腔进油时：  有杆腔进油时：  算得 ，圆整的  2） 活塞杆直径 d 因为 振动所需要的 活塞来回速度 相差不大选取可达到的最小速比 压缸的 内 径  所以 活塞杆的直径  3） 液压缸缸体长度 L 由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特               殊要求的其它长度确定  其中活塞的宽度   取 。  导向套滑动面长度  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 因为 ，故取 。  导向长度 （ 这里  最大行程 ,取 。  所以缸体长度 。  由于活塞杆直径与缸体长度之比小于 15，所以该液压缸无须进行校核。  所有液压缸的工作压力均为  表 3压缸系数  液压缸型号  缸径(外径D(活塞杆直径d(壁厚 (工作压力 P（  0 95 28 16 00 121 35 80 219 63 平前后方向液压缸为   水平左右方向液压缸为   垂直方向液压缸为 4个   动机的选择  因为测试机车属于小型机车，其速度不大。 能、性能好、振动小、噪声低，寿命长，可靠性高、维护方便、转动转矩大等优点。安装尺寸和功率等级完全符合 用 壳 防护等级为 却防式为 所以选定电动机为永发牌三相异步电动机型号为 额定电压为 380V，额定频率为 50  带的设计及计算  （ 1）电动机与轴之间的 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 因为选定电动机为永发牌 三相异步电动机型号为 定电压为 380V，额定频率为 50已知其转速为 。  所以其扭矩  确定计算功率 ，已知 ， ，所需 i=3。有所引用的教材查得工作情况系数 ，则  选取 根据工作情况系数和转速选取 带。  根据上述情况查表得，主动轮的基准直径 为 ，从动轮的基准直径为  ，根据机械设计手册查取 。实际传动比 与原需求传动比基本一致。  验算带的速度  ，  带的速度合适。  确定 直径和 传动中心距  根据：  。初步确定中心距 。  根据机械设计手册选取带的基准长度 。实际中心距验算主动轮上的包角  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 ；  主动轮上包角合适。  计算 z，由 ； ，查取 ，  所以：  ，即 根  计算预紧力 查手册得 ，则：  算得   计算在轴上的压力  表 3 V 带传动系数  名称  结果  名称  结果  名称  结果  带型  动比  根数  带轮基准直径  基准长度   预紧力  中心距  轴压力  带轮 的设计  ：根据教材表查得： ， 。则带轮宽度： ， 。大带轮轮毂宽度 L：因为 ，所以取 。  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2）两轴之间的 因两轴之间所需速度基本一致，故两轴之间的带传动传动比为 1，即主动轮与从动轮直径相同。且两轮的包角均大于 120 度为 180度。  又因为两轴之间间距较大，远大于两轮直径之和的两倍。中心距即为两轴之间的距离为 ，且中心距不可调整。  根据工作情况以及传动要求可以选定工作代为普通 型，中心距为，带轮基准直径为 ，两轴之间通过两组带传动连接，已知主动轮所在轴的功率为 ，故每组带轮所需传递的功率为 ，带的速度等同于轴转动的速度为 。  已知中心距为 ，带的基准直径为 ，  根据机械手册查得带的基准长度为 。  根据电动机与轴之间带轮连接的传动比为 3，  已知电动机转速为 ，所以轴的转速为 。  已知 ，查得 ， ，                                            。 故选取 根  计算预紧力 查手册得 q=m，则：  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 算得 N 计算在轴上的压力  由于中心距过大，容易引起带的扇动，所以通过安装张紧轮来改善。因为主动轮从动轮直径相同，故安装在松边中心处以调整。  张紧轮大小为小轮的 80%左右，即  表 3通 B 型 V 带传动的主要参数  名称  结果  名称  结果  名称  结果  带型  普通 B 传动比  根数  带轮基准直径  基准长度   预紧力  中心距  轴压力  带轮的设计根据教材表查得： 。则带轮宽度。则带轮宽度：， 。大带轮轮毂宽度 L：  因为 ，所以取  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 控制系统的设计  制系统总体设计及选择  本机车振动平台 采用 031连接 模转换电路，来控制液压缸活塞杆的伸缩。通过转换主要输出的信号控制，液压缸进油和出油的速度及左右腔进 油出油。  主要通过 031输入的数字量对应各模拟量来控制振动台震动的频率。  列单片机 8031 简介  单片机  8031 生产厂家： 司  特性： 8031单片机是 无片内 余特性与  图 4 图 4031 引脚图  介  分辨率的 D/微处理器完全兼容。这个 口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。 D/位输入锁存器、 8 位 8位 D/A 转换电路及转换控制电路构成。   * 分辨率为 8位；  * 电流稳定时间 ；  * 可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 * 只需在满量程下调整其线性度；  图 4脚图  、 D/A 转换器的主要参数  选择 D/  （ 1）分辨力  是指 D/能产生的最小模拟量增量，及数字量最低有效位（ 对应的模拟值；也可以将数字量最低位增 1所引起的模拟量增量和最大输入量的比值称为分辨力，既分辨力为 （   本机车振动平台所使用的 D/一八位的 D/以其分辨力为 。因给定的参考电压最大值为 5V，所以本 D/  （ 2）转换精度  用来衡量 D/得到模拟量的精确程度，它表 明实际的输出模拟值与理论值之间的偏差。  （ 3）线性度  是指 D/数字输入值对应的各模拟输出值之间的连线）与理想的转换特性（起点与终点的连线）之间的误差。  （ 4）建立时间  是指从数字量输入到建立稳定的模拟量输出所需的时间。微秒，形成最短周期所需 1024微秒，所以其最大频率为 据工作情况，本振动台所需最大频率设计为 300 （ 5）数据输入缓冲能力  当 D/身不具有数据锁存功能时，因考虑是否需要在 D/。  （ 6）输入数字量  包括码制、数据的格式和宽度等。多数 D/纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 受二进制的编码或 入数据的格式大多为并行码（也有串行码，如  。  （ 7）输出模拟量  有电压和电流两种方式。多数 D/括本次使用的 需要输出电压时，在电流型 D/出端加一个运算放大器和一个反馈电阻即可实现。  用电路设计  位 以直接与单片机相连。  三种接口方式： 直通方式、单缓冲方式和双缓冲同步方式。  （ 1）  直通方式：  当   方式仅适用于单一 连。  （ 2）  单缓冲方式：若应用系统中只有一路 D/然是 多路 转换，但不要求同步进行输出时，采用单缓冲方式，如图所示，这既为单缓冲方式连接  的典型连接方式。 如图 4 4（单缓冲方式）  （ 3）双缓冲同步方式：  对于多路 D/求同步进行 D/A 转换输出时必须采用双缓冲同步方式。 字量输入所存和 D/纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 转换输出是分两步进行的，即 锁存在输入锁存器中，然后 每个 实现同步转换输出。 如图  所示，即为一个典型的双缓冲同步连接方式。  图 4（ 双 缓冲 同步 方式）  车振动平台的控制电路设计  根据工作情况进行设计，由于本振动台工作时需要 3个方向的液压缸同时运动 即所需三个 行数模转换，且需要 使用双缓冲同步方式进行工作。  。本次设计所选用的单片机为 8031，因为需要链接三个 采用双缓冲同步方式工作，故在 74和一个译码器（ 由 8031，数据锁存器，译码器和 3个 组成的 D/ 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由图可见， 1# 连而占有 ， 2# ， 3#。其中 别为 1#， 2#和 3#数字量输入控制端口地址，而 。  图 4车振动平台的控制电路  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压缸控制方式设计  图中  和 来控制振动台，则因把 ， 和 分别加入到振动台的 X， Y 和 振动台是由 X， 三个方向的液压缸来驱动。 设计为通过比例阀来控制振动频率。  电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。  因振动时需控制液压缸进给的行程，所以输出电信号送至 3个方向的液压缸连接有比例阀，通过给定的电信号来控制阀门的开口大小，以控制 油液的流速，来实现控制振动的频率。 如图 4 图 4液比例阀原理图  算电路放大器的设计  因为 以需接一运算放大器来将电流转换为电压输出。  （ 1）  用作单极性电压输出 （见 图 4 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在需要单极性模拟电压的环境下， 可以 采用图的接法。  由于 为 D/可得电压 与输入数字量 的关系为：  电压 与输入数字量  图 4极性电压输出  （ 2）  用作双极性电压输出  在需要双极性模拟电压的环境下，可以采用图的接法。图中 数字  量由 均为运算放大器， 通过 电阻反馈到运算放大器 输入端，其他如图所示。 点为虚拟地，故又基尔霍夫定律可知：  由上式可知，在选用 时，若输入数字量最高位 为 1， 则输出模拟电  压 为正；若输入数字量最高位为 ， 则输出模拟电压 为负。  图 4极性电压输出  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据工作情况需要，对以上两种放大器电路进行筛选 ，所选择的是双极性输出放大器。  接线电路  系统连接 电路则是把 8031单片机 、 3个 D/A 转换器 和三个 电液比例阀 联系在了一起。 形成了同过数字量转换为模拟量来控制振动台  图 4体电路图  买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 。  开始  设置波形上升阶段  选通 D/A 转换器  地址送 A 启动 D/A 转换器  调延时子程序延时  若与预置波形宽度不等继续执行程序  若波数与预置波数不等继续执行程序  若时间与预置常数不等继续执行程序  返回  图 4时振动台进行的是类似与模拟冲击或碰