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第二章 试验台设计方案
2.1 激振形式的选择
激振试验台发展到现在，激振器大致可以分为以下几类：
表2-1激振台种类及性能特点
类型 | 主要原理和结构特点 | 主要性能特点 |
机械式 | 利用凸轮、曲柄连杆、偏心质量等方式推动台面；或改变支撑台面弹簧刚度使工作台面在不同频率下共振 | 适用于正弦振动试验，价格低廉，工作可靠，但缺少甚低频，波形失真大 |
电动式 | 由恒定磁场和仅次于磁场中能有一定交变电流的线圈相互作用产生交变激振力 | 激振力大，波形好，但缺少甚低频，价格高，有漏磁 |
电磁式 | 由电磁铁和磁性材料相作用产生激振力 | 结构简单，价格便宜，但缺少甚低频，波形差，激振力不易控制，可用于旋转机械轴类激振，振动试验中较少使用 |
压电式 | 由压电元件的压电效应产生激振动力 | 可达高工作频率，同样缺少甚低频，且激振力小 |
磁致伸缩式 | 由磁致伸缩效应产生激振力 | 用于超声波激振 |
电液式 | 使用电流伺服阀作为电控信号产生周期性正弦振动或随机振动 | 有甚低频，适用于正弦、随机等振动，激振力大 |
各激振台的主要性能特点如表2-1所示，常用的工作频率范围如表2-2所示。
表2-2不同激振台常用的工作频率范围
类型 | 可能的工作频率范围 |
机械式 | 1~300Hz |
电动式 | 5~10，000Hz |
电磁式 | 20~2000Hz |
压电式 | 20~50，000Hz |
磁致伸缩式 |
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电液式 | 甚低频~500Hz |
从表2-1和表2-2中可以看出仅电液式有甚低频，推力大，并且可以产生各种形式的激振力。实际上，电液激振台在振动试验设备中占有重要的地位。电液激振台可获得大位移量的振动，低频时最大振幅可达2.5m；频率可以很低，接近零频，激振力最大可达107N；并且台面无磁场干扰（很适于基于磁流变技术的悬挂系统）；特别适于大负荷、大激振力、频宽适中的场合，尤其是适于车辆悬挂系统真实工况的模拟，所以本次毕业设计以电液式激振器为主题，进行液压缸的设计计算。
电液激振台一般由作动器、伺服阀、液压源、作动器控制装置和油源控制及测量仪表等五部分组成。作动器由液压缸、台面和位移传感器等组成；伺服阀是将微小电信号转换为大功率液压作动的核心部件；液压源通常由驱动电机、液压泵、溢流阀、过滤器、蓄能器及其它液压阀等组成，向作动器提供流体动力；控制装置根据台面位移传感器的反馈信号及信号源计算对伺服阀的控制电流。
2.2 试验台测试原理
试验台主要用于减振器特性(示功特性、速度特性等)的试验。为此需要模拟减振器的实车工况，为减振器试验提供各种激振。如筒谐波、方波、三角渡、随机路面谱等。试验台采用如下测控方案：采用微机作为主测控机，通过数据采集卡对试验系统进行测控。试验台动作指令由主测控机发出，通过D/A接口进入伺服控制器进行信号放大和PID调节，然后输出电流信号，驱动电液伺服阀；电液伺服阀根据信号，使液压缸按要求的方向和速度运动；液压缸在运动的同时带动减振器运动，并分别通过位移传感器测量位移、力传感器测量阻尼力。检测的位移信号和力信号通过适当调理分别进入数据采集卡的两路A／D中，然后计算机通过数据处理得到要求的减振器特性曲线。本测控方案采用位置反馈控制，因此位移信号还同时送到伺服控制器中。
