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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鍵液壓元件能夠耐受的限度以內,以保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性和延長元件的壽命。由于過濾產品暴露的質量問題比較嚴重,與發(fā)達*相比差距很大,過濾產品性能試驗日益引起用戶及生產廠家的重視。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,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。主要內容如下：以國內外文獻為基礎,分別介紹了WILKERSON過濾器性能測試技術的國內外現(xiàn)狀,以及WILKERSON過濾器性能測試試驗臺的國內外研究進展。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)進行了總體設計,包括系統(tǒng)技術指標及評定參數分析、液壓回路原理設計和優(yōu)化、系統(tǒng)技術要求分析以及關鍵液壓元件的選型與設計。針對于設計制造過程中的幾個關鍵技術,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的保證問題,對其進行了闡述并給出了解決方案。設計開發(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、上下位機選型、PLC實時監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計以及上位機軟件設計。PLC實時測控系統(tǒng)軟件可以分為四個模塊：通訊模塊、數據采集模塊、數據處理及過程控制模塊(含相關控制算法)以及安全保護模塊等。上位機軟件實現(xiàn)了人機交互界面設計、基于DataSocket技術與OPC服務器通訊、數據處理、試驗數據庫管理以及試驗報表創(chuàng)建等功能。結合WILKERSON過濾器性能測試系統(tǒng)的結構特點,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),并進行了油液顆粒濃度控制試驗。模型計算與試驗結果比較表明,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過程中所作的假設是合理的,可以用于液壓系統(tǒng)顆粒污染物濃度變化的預測和監(jiān)控。但是在達到平衡狀態(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學模型。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、大滯后以及參數時變等特點。在此基礎上,提出了基于參數自整定PID的油液溫度控制策略,并在MATLAB/SIMULINK進行了參數自整定模糊PID控制器的設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)
　　仿真結果顯示,采用參數自整定模糊PID控制算法對液壓系統(tǒng)油液溫度進行控制,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)時變參數不敏感等優(yōu)點。將模糊推理規(guī)則構造成查詢表,存儲在PLC中,通過簡單的查表與插值計算實現(xiàn)參數自整定模糊PID算法。在WILKERSON過濾器性能測試試驗臺上進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。