1.電液伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)
電液伺服系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，其中最突出的就是響應(yīng)速度快、輸出功率大、控制精確性高，因而在航空、航天、軍事、冶金、交通、工程機(jī)械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。人類使用水利機(jī)械及液壓傳動(dòng)雖然已有很長(zhǎng)的歷史，但液壓控制技術(shù)的快速發(fā)展卻還是近幾十年的事，隨著電液伺服閥的誕生，使液壓伺服技術(shù)進(jìn)入了電液伺服時(shí)代，其應(yīng)用領(lǐng)域也得到廣泛的擴(kuò)展。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)特別是材料科學(xué)的發(fā)展，人們更加重視動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。而電液伺服技術(shù)是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)高周疲勞、程控疲勞和低周疲勞以及靜態(tài)的恒變形速率、恒負(fù)荷速率和各種模擬仿真試驗(yàn)系統(tǒng)的最佳技術(shù)手段。國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的起步國(guó)外試驗(yàn)機(jī)同行在電液伺服技術(shù)的應(yīng)用和研制起步較早，自二十世紀(jì)50年代中期以來就先后生產(chǎn)了各種使用電液伺服系統(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)，如美國(guó)MTS（注：MTS最先通過與MOOG公司的合作將電液伺服閥應(yīng)用于材料測(cè)試系統(tǒng)，樹立了在動(dòng)態(tài)測(cè)試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位）、瑞士Amsler、德國(guó)Sehench和**島津等公司都先后研制成功各種電液伺服試驗(yàn)機(jī)。當(dāng)時(shí)我國(guó)在這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域還是空白，使用的電液伺服試驗(yàn)機(jī)都是從這些國(guó)家進(jìn)口的。
我國(guó)試驗(yàn)機(jī)廠家是在上世紀(jì)70年代初才開始研制電液伺服試驗(yàn)機(jī)，長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所、長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)廠、紅山試驗(yàn)機(jī)廠和濟(jì)南試驗(yàn)機(jī)廠等開始進(jìn)行研制。在國(guó)家財(cái)力的支持下，先后都成功地開發(fā)出電液伺服動(dòng)靜試驗(yàn)機(jī)，并開始在國(guó)內(nèi)應(yīng)用。正是通過當(dāng)時(shí)這段時(shí)間的成功實(shí)踐，培養(yǎng)鍛煉出一批技術(shù)人員，創(chuàng)建了我國(guó)今后電液伺服技術(shù)發(fā)展的平臺(tái)，奠定了國(guó)內(nèi)在該技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。（注：十幾年前活躍在試驗(yàn)機(jī)舞臺(tái)上的四大名角，現(xiàn)在都淪落到被迫跑龍?zhí)椎牡匚�，以前的輝煌成了過眼云煙，面對(duì)日趨活躍的市場(chǎng)需求，只能干流口水）
2.液伺服試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展階段
國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展按照產(chǎn)品發(fā)展時(shí)期的特點(diǎn)大致劃分成兩個(gè)階段：即自主發(fā)展階段和與國(guó)外合作發(fā)展階段。
自主發(fā)展階段：
二十世紀(jì)70年代末期到二十世紀(jì)90年代初期，國(guó)內(nèi)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)都是以自主開發(fā)為主。主要是集中在國(guó)內(nèi)幾個(gè)有實(shí)力的試驗(yàn)機(jī)廠家，如長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所、長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)廠、紅山試驗(yàn)機(jī)廠和濟(jì)南試驗(yàn)機(jī)廠等。
這個(gè)時(shí)期的主要代表性的產(chǎn)品有：
1983年長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所研制的2000kN電液伺服巖石壓力試驗(yàn)機(jī)，該設(shè)備采用高壓容器作為圍壓，模擬試樣的真實(shí)受力情況。是三軸動(dòng)靜試驗(yàn)機(jī)的代表性產(chǎn)品，并首次把計(jì)算機(jī)引入電液伺服試驗(yàn)機(jī)的控制。
1984年長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所研制的3000kN電液伺服雙缸臥式拉力試驗(yàn)機(jī)。該項(xiàng)目中首次應(yīng)用靜壓支撐技術(shù)，成功地在兩個(gè)臥式伺服油缸上實(shí)現(xiàn)靜壓支撐。另外，還首次應(yīng)用了伺服同步技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雙缸系統(tǒng)的同步跟蹤和精確定位。雙缸的同步精度達(dá)到了0.03mm。該產(chǎn)品標(biāo)志著國(guó)內(nèi)靜壓支撐技術(shù)和雙缸系統(tǒng)的同步技術(shù)已經(jīng)成熟。
1987年長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所研制的1MN電液伺服大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)，這是當(dāng)時(shí)研制的國(guó)內(nèi)最大噸位的電液伺服試驗(yàn)機(jī)。
1986年長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所研制出小型隨機(jī)電液振動(dòng)臺(tái)。
1985年長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)廠研制的200kN電液伺服動(dòng)靜試驗(yàn)機(jī)，在國(guó)內(nèi)首次采用高壓無(wú)齒夾頭和橫梁預(yù)應(yīng)力鎖緊技術(shù)。是標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)靜試驗(yàn)機(jī)的典型代表產(chǎn)品。
紅山試驗(yàn)機(jī)廠同期已經(jīng)研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)拉扭電液伺服動(dòng)靜試驗(yàn)機(jī)，首次集拉壓與扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)于一體。該產(chǎn)品標(biāo)志著國(guó)內(nèi)拉扭傳感器技術(shù)、扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)缸技術(shù)及拉扭合成試驗(yàn)技術(shù)已開始應(yīng)用。
這個(gè)時(shí)期研制生產(chǎn)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)是：
a.在測(cè)控系統(tǒng)，隨著數(shù)字電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，開始從模擬控制向模數(shù)混合式控制方向發(fā)展，并開始將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到控制系統(tǒng)中。
b.應(yīng)用了伺服同步技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雙缸系統(tǒng)的同步跟蹤和精確定位。
c.研制出低阻尼、高響應(yīng)、長(zhǎng)壽命的靜壓支撐動(dòng)態(tài)伺服油缸。
d.利用增壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高壓無(wú)齒夾頭和橫梁預(yù)應(yīng)力鎖緊。
以上這些產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)在當(dāng)時(shí)的電液伺服技術(shù)發(fā)展中，都是比較先進(jìn)的。與國(guó)外合作發(fā)展階段:
進(jìn)入二十世紀(jì)90年代，隨著我國(guó)改革開放的步伐加快，國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)廠家與國(guó)外同行之間的聯(lián)系更加密切，雙方為了各自的利益開始尋求合作的途徑。在此期間長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)所首先在1989年與美國(guó)MTS公司正式簽署技術(shù)合作協(xié)議，1993年開始進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的實(shí)施階段。另外，長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)廠開始與英國(guó)達(dá)泰克公司進(jìn)行技術(shù)合作，濟(jì)南試驗(yàn)機(jī)廠和**的島津合作，紅山試驗(yàn)機(jī)廠也在同期與英國(guó)的Instron公司進(jìn)行聯(lián)系洽談（注：除了遭到慘重失敗的島津系列產(chǎn)品外，國(guó)內(nèi)一直未見其他合作開發(fā)的產(chǎn)品）�？傊@段時(shí)期是我國(guó)主要幾家試驗(yàn)機(jī)廠尋求與國(guó)外合作的時(shí)期。這個(gè)時(shí)期的電液伺服試驗(yàn)機(jī)的產(chǎn)品品種也是最繁雜；有國(guó)內(nèi)自主產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，有引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)的產(chǎn)品，還有國(guó)外技術(shù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)品。各試驗(yàn)機(jī)廠家產(chǎn)品代表各自的合作廠家的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)市場(chǎng)展開了一場(chǎng)較量。
國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)進(jìn)入與國(guó)際合作發(fā)展時(shí)期后，在面對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，并沒忘記自身技術(shù)的提高。在這方面國(guó)內(nèi)的很多優(yōu)秀企業(yè)始終是堅(jiān)持兩條腿走路。一方面是大膽的引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，走技術(shù)合作的道路。另一方面是借鑒先進(jìn)的技術(shù)，不斷的提高和完善自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，用國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)帶動(dòng)自身的產(chǎn)品一起提高。
隨著電液伺服技術(shù)的成熟，國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)廠家利用電液伺服技術(shù)開始從單純的材料試驗(yàn)向更廣泛的多應(yīng)用試驗(yàn)領(lǐng)域方向發(fā)展。如長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所面向新材料研究領(lǐng)域開發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)“電液伺服雙軸四缸試驗(yàn)機(jī)”和“電液伺服顯微觀察試驗(yàn)機(jī)”解決了國(guó)內(nèi)材料研究領(lǐng)域的特殊需求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白；面向汽車零部件試驗(yàn)領(lǐng)域開發(fā)的 “電液伺服減振器性能和疲勞試驗(yàn)臺(tái)”、“電液伺服方向盤性能及疲勞試驗(yàn)臺(tái)”、“電液伺服扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)機(jī)” 和“X--Y電液伺服雙軸向振動(dòng)臺(tái)”等 。（注：多軸試驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā)是試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域的真正尖端） 在這個(gè)時(shí)期研制生產(chǎn)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)：
國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的品種繁多，不僅豐富了國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的市場(chǎng)，同時(shí)也提高了自主產(chǎn)品技術(shù)的水平。
電液伺服技術(shù)在試驗(yàn)應(yīng)用領(lǐng)域得到擴(kuò)展。
在發(fā)展較快的國(guó)外測(cè)控系統(tǒng)方面，以美國(guó)MTS公司的控制器為例，模數(shù)混合式控制器MTS458和MTS407將逐漸被全數(shù)字化控制器TeststarII、SE和多通道GT所取代。
國(guó)產(chǎn)測(cè)控系統(tǒng)方面，隨著單片機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，開始向總線化、模板化技術(shù)發(fā)展，并逐步提高計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中的控制比重。（注：與TESTSTARII相比，國(guó)內(nèi)的控制技術(shù)簡(jiǎn)直就是小學(xué)生的水平） 在伺服協(xié)調(diào)控制技術(shù)方面有所突破，利用該技術(shù)成功的開發(fā)出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)“電液伺服雙軸四缸試驗(yàn)機(jī)”，其中心定位精度小于0.03mm。
主機(jī)伺服油缸在靜壓支撐的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出動(dòng)壓支撐油缸。
3.與國(guó)外試驗(yàn)機(jī)同行的技術(shù)對(duì)比
三十年來國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但與國(guó)外試驗(yàn)機(jī)同行相比，特別是與美國(guó)MTS公司及英國(guó)的Instron等這樣的大牌公司相比較差距還是很大的，特別是在高技術(shù)試驗(yàn)應(yīng)用領(lǐng)域方面還無(wú)法與國(guó)外同行相抗衡。不論是在技術(shù)手段和產(chǎn)品品種方面都存在很大的差距。
下面從幾個(gè)主要方面進(jìn)行比對(duì)說明：
我們以MTS公司產(chǎn)品與國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所產(chǎn)品作一個(gè)對(duì)比。二十世紀(jì)90年代中期MTS公司就推出了TeststarII全數(shù)字控制器，并且陸續(xù)將SE和多通道GT等數(shù)字控制器推向市場(chǎng)。這些控制系統(tǒng)功能齊全、資源配置靈活、組合方便、適應(yīng)面廣，性能指標(biāo)都非常高。
與國(guó)內(nèi)動(dòng)態(tài)伺服控制器的對(duì)比如下表所示：
功能及指標(biāo) |
美國(guó) MTS公司TeststarII控制器 |
長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所PLS 控制器 |
控制器類型 |
數(shù)字式 |
模擬和數(shù)字混合式 |
頻率范圍 |
0.001～1000Hz |
0.001～100Hz |
測(cè)量通道 |
擴(kuò)展方便、通用性強(qiáng)。 具有自動(dòng)調(diào)零、
自動(dòng)標(biāo)定和多點(diǎn)線性修正功能。 |
自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)標(biāo)定 |
控制參數(shù) |
PID設(shè)置 具有一般和高級(jí)PID參數(shù)自整定功能
手動(dòng)調(diào)節(jié)，輔助控制功能、相位補(bǔ)償、幅度補(bǔ)償、頻率反向補(bǔ)償、 任意波形補(bǔ)償、前饋控制 |
幅度補(bǔ)償 |
從上面列出的指標(biāo)中看到，MTS公司的電液伺服試驗(yàn)機(jī)最高頻率目前可以達(dá)到1000Hz，比國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)的頻率高一個(gè)數(shù)量級(jí)。頻率的提高涉及一系列的技術(shù)提升環(huán)節(jié)，不僅僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度上，相應(yīng)的主機(jī)作動(dòng)器、伺服閥和液壓源等各組成環(huán)節(jié)的響應(yīng)速度都影響著整機(jī)的頻率提高。所以說這是一個(gè)綜合性能指標(biāo)標(biāo)志。
數(shù)字控制器具有靈活的多參量控制補(bǔ)償功能，特別是對(duì)系統(tǒng)的非線性修正、改善控制特性和控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換方面模擬控制系統(tǒng)是不能比擬的。而國(guó)內(nèi)的全數(shù)字式控制器目前還在研制中，距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有一定的距離。（注：巨大的資金和人才投入一直是這個(gè)行業(yè)持續(xù)發(fā)展的攔路虎，要知道即使將全國(guó)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的總利潤(rùn)加起來，還抵不上房地產(chǎn)開發(fā)商們?cè)谏虾Ｉw幾幢大樓所賺取的利潤(rùn)來得更快，更省心。現(xiàn)階段，試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的微薄利潤(rùn)吸引不了唯利視圖的銀行和風(fēng)險(xiǎn)投資家的眼球，加上試驗(yàn)機(jī)行業(yè)始終在整個(gè)工業(yè)體系中處境卑微，就更無(wú)法吸引那些崇尚體現(xiàn)個(gè)人能力和生存價(jià)值的高科技精英們）。 軟件方面 國(guó)外試驗(yàn)軟件一般都是由專業(yè)軟件技術(shù)人員設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)合理、層次比較分明、組合非常方便。界面的構(gòu)造完全可以根據(jù)用戶的個(gè)性化需求進(jìn)行組合。如MTS公司的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)軟件就是由微軟公司技術(shù)人員設(shè)計(jì)的（注：不知道國(guó)內(nèi)將華為或聯(lián)想的軟件開發(fā)人員挖過來需要開個(gè)什么樣的價(jià)碼？）非常完備成熟。針對(duì)各種典型的試驗(yàn)程序，已經(jīng)形成各種功能軟件包。這些軟件包已成為一種產(chǎn)業(yè)，其價(jià)值非常可觀。
國(guó)內(nèi)試驗(yàn)控制軟件由于各廠家人員技術(shù)水平的差距還不夠完善。在國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)中還形成不了主流，在加上國(guó)內(nèi)大環(huán)境的因素，只能是隨機(jī)器免費(fèi)配置，本身的價(jià)值沒有得到體現(xiàn)。
1) 液壓源方面
目前國(guó)外的液壓件正向集成化方向發(fā)展，進(jìn)口的許多設(shè)備中，都將溢流閥、單向閥、節(jié)流閥等液壓件集成在一起，不僅體積小、噪音低，同時(shí)也防止液壓油泄露。
國(guó)內(nèi)液壓件的結(jié)構(gòu)變化不大（注：某些廠家把上世紀(jì)七八十年代的試驗(yàn)機(jī)圖紙一直用到現(xiàn)在，難道他們家里一直在看黑白電視機(jī)？）基本上還是以橡膠密封為主，由于橡膠的老化問題，使得國(guó)內(nèi)液壓件泄漏的問題時(shí)有發(fā)生。這需要一個(gè)系統(tǒng)的完善過程。
目前國(guó)內(nèi)液壓源在功能設(shè)計(jì)方面與美國(guó)MTS公司相差不大（注：個(gè)人認(rèn)為這句話欠妥？應(yīng)用于動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)的液壓源無(wú)論在設(shè)計(jì)上還是功能上都相差巨大）但在噪音指標(biāo)和工藝性方面差距很大。
伺服油缸方面 伺服油缸是液壓執(zhí)行元件，在動(dòng)態(tài)電液伺服系統(tǒng)中是非常關(guān)鍵的元件。它要求其密封性好、摩擦力小、質(zhì)量輕、剛度大。
減小摩擦力方面，MTS公司采用的方式有：靜壓支撐、動(dòng)壓支撐、特殊涂層技術(shù)等。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)掌握靜壓支撐、動(dòng)壓支撐技術(shù)，在許多設(shè)備上已經(jīng)應(yīng)用了這些技術(shù)。但在特殊涂層技術(shù)方面，（注：老外的復(fù)合材料涂層技術(shù)真不簡(jiǎn)單，國(guó)內(nèi)廠家如果不采用一系列的關(guān)鍵技術(shù)，怎么能生產(chǎn)出真正意義上的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)）國(guó)內(nèi)技術(shù)還不過關(guān)，還有待進(jìn)一步的研究和提高。
在減輕作動(dòng)器質(zhì)量方面，國(guó)外大都是在選擇特殊材料方面下工夫，如荷蘭FCS公司采用鈦合金材料制做作動(dòng)器。這種材料質(zhì)量輕，剛度大，是最理想的材料。國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)廠家目前還不具備這種條件。
2) 伺服閥方面
伺服閥是伺服系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，是電液轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響到伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。國(guó)外的一些知名的試驗(yàn)機(jī)廠家，為了滿足高頻響、大功率試驗(yàn)機(jī)的要求，與專業(yè)的伺服閥生產(chǎn)廠家共同開發(fā)試驗(yàn)機(jī)專用伺服閥。如美國(guó)MTS公司與世界上最大的伺服閥生產(chǎn)公司MOOG聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)了許多特殊用途的伺服閥（注：體積相當(dāng)于三盒香煙的一個(gè)伺服閥，其價(jià)格與一臺(tái)國(guó)產(chǎn)試驗(yàn)機(jī)不相上下，真正的高科技產(chǎn)品所體現(xiàn)出的價(jià)值，知道了別眼紅�。。┤鏜TS-257伺服閥頻率可達(dá)500Hz。根據(jù)最新資料，目前MTS公司已經(jīng)開發(fā)出頻響達(dá)到1000Hz的伺服閥。還有大流量的三級(jí)伺服閥，流量可達(dá)到800升/分鐘。正是依*這種關(guān)鍵技術(shù)上的突破，使MTS公司在一些特殊應(yīng)用的電液伺服試驗(yàn)機(jī)方面具有絕對(duì)地壟斷地位。
國(guó)內(nèi)伺服閥的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用主要集中在航天、航空領(lǐng)域，主要是面向航天、航空領(lǐng)域。沒有專門為試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用開發(fā)的特殊品種。所以國(guó)產(chǎn)電液伺服試驗(yàn)機(jī)主要應(yīng)用在常規(guī)試驗(yàn)系統(tǒng)中，在某種程度上這也限制了國(guó)產(chǎn)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展。
目前伺服閥的種類非常多，試驗(yàn)機(jī)中常用的主要有液壓反饋式伺服閥和比例式電液伺服閥。動(dòng)態(tài)電液伺服試驗(yàn)機(jī)中常用的主要還是液壓反饋式伺服閥。比例式電液伺服閥主要應(yīng)用在靜態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)電液伺服試驗(yàn)機(jī)中。
3) 產(chǎn)品的品種方面
在標(biāo)準(zhǔn)電液伺服材料試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品上，MTS公司擁有全系列的標(biāo)準(zhǔn)電液伺服材料試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)以長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所為例，其標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品系列品種也比較齊全，雖然技術(shù)指標(biāo)比MTS產(chǎn)品差一些，但基本滿足常規(guī)試驗(yàn)要求。該系列產(chǎn)品的差距還不是很大。
在電液伺服結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)備和仿真模擬試驗(yàn)設(shè)備方面，我們與MTS的差距就大了。該設(shè)備的技術(shù)關(guān)鍵主要是：
電液伺服多點(diǎn)協(xié)調(diào)加荷同步控制技術(shù)
計(jì)算機(jī)隨機(jī)信號(hào)處理技術(shù)
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在國(guó)內(nèi)汽車和航空領(lǐng)域中的仿真模擬試驗(yàn)設(shè)備中，有80%是MTS公司的產(chǎn)品，以航空試驗(yàn)設(shè)備見長(zhǎng)的荷蘭FCS公司只是在近幾年才進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。
今后國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展還是要經(jīng)歷一個(gè)過程，要在不斷吸取國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)發(fā)展和提高我國(guó)的電液伺服試驗(yàn)技術(shù)。
4.國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
近年來隨著科學(xué)技術(shù)特別是材料科學(xué)的發(fā)展，人們更加重視動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，電液伺服試驗(yàn)機(jī)的需求也呈上升趨勢(shì)。僅以長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所近年來的銷售情況看，從2000年到2003年電液伺服試驗(yàn)機(jī)的銷售量的增長(zhǎng)近兩倍。另外，利用電液伺服技術(shù)開發(fā)的特殊專用設(shè)備也開始隨著增多，國(guó)內(nèi)外同行都看好了這個(gè)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)。
從國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠家的發(fā)展情況來看 近年來國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的格局發(fā)生了一些變化。過去的一些老牌試驗(yàn)廠家由于受到體制及機(jī)制等各種因素的影響，在當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中優(yōu)勢(shì)逐漸尚失（注：不是喪失優(yōu)勢(shì)，實(shí)際上很多傳統(tǒng)國(guó)企已經(jīng)處于崩潰的邊緣）而一些發(fā)展較快的民營(yíng)企業(yè)卻開始發(fā)展壯大起來，并開始將業(yè)務(wù)范圍從原來的靜態(tài)試驗(yàn)領(lǐng)域向動(dòng)態(tài)電液伺服試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域擴(kuò)展。（注：靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)和真正的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)存在著巨大的技術(shù)壁壘，參見全文） 國(guó)外試驗(yàn)同行在我國(guó)加入WTO后，也將發(fā)展的戰(zhàn)略從合作方式向獨(dú)立經(jīng)營(yíng)方式轉(zhuǎn)變。直接進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)參與競(jìng)爭(zhēng)。
所以說今后國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)百家爭(zhēng)鳴的局面。在國(guó)內(nèi)外眾多的廠家關(guān)注下，國(guó)內(nèi)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)水平一定會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。
從技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)看 n我國(guó)的電液伺服發(fā)展水平目前還處在一個(gè)發(fā)展階段，雖然在常規(guī)電液伺服標(biāo)準(zhǔn)材料試驗(yàn)機(jī)技術(shù)方面，我們有了一定的發(fā)展。但在電液伺服高端產(chǎn)品及應(yīng)用技術(shù)方面，我們距離國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)水平還有著很大的差距。電液伺服技術(shù)是集機(jī)械、液壓和自動(dòng)控制于一體的綜合性技術(shù)，要發(fā)展國(guó)內(nèi)的電液伺服技術(shù)必須要從機(jī)械、液壓、自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)等各技術(shù)領(lǐng)域同步推進(jìn)。（注：國(guó)內(nèi)的整體工業(yè)技術(shù)水平就那檔次，*試驗(yàn)機(jī)這個(gè)小行業(yè)來做這么多高新技術(shù)的引領(lǐng)者，確實(shí)有些勉為其難） 測(cè)量控制系統(tǒng) 隨著數(shù)字控制理論的成熟以及高速DSP技術(shù)的發(fā)展。全數(shù)字化測(cè)控系統(tǒng)已經(jīng)成為今后測(cè)量控制系統(tǒng)發(fā)展的方向。動(dòng)態(tài)電液伺服全數(shù)字測(cè)量控制系統(tǒng)；它不僅要求硬件運(yùn)算速度快、運(yùn)算精度高，同時(shí)還要求在軟件和數(shù)字控制理論方面要有新的突破。這樣才能滿足電液伺服控制系統(tǒng)響應(yīng)快速、控制精確、穩(wěn)定可*的要求。
目前，美國(guó)MTS公司的TeststarII全數(shù)字控制器，運(yùn)算頻率可以達(dá)到5000次/秒，控制特性在傳統(tǒng)的PID控制基礎(chǔ)上，還具有前饋控制、頻率反向補(bǔ)償控制、幅度控制和壓差等輔助控制特性。因此數(shù)字控制器由于其豐富的運(yùn)算功能，其控制非常靈活，是模擬控制系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法比擬的。
國(guó)內(nèi)目前技術(shù)成熟的全數(shù)字動(dòng)態(tài)控制器還沒有進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，還需要有一個(gè)發(fā)展研究的過程。要從基礎(chǔ)抓起，多通道、數(shù)字化、多自由度協(xié)調(diào)技術(shù)是電液伺服技術(shù)在模擬仿真試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。只有掌握了多通道控制技術(shù)、多自由度協(xié)調(diào)偶合及解偶技術(shù)，才能使我們的電液伺服技術(shù)向更高的臺(tái)階上邁進(jìn)，才能縮小與國(guó)外同行之間的差距。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要有一批高素質(zhì)的技術(shù)隊(duì)伍（注：除了存在暴利的網(wǎng)絡(luò)和通訊產(chǎn)業(yè)外，其他的一般競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)要網(wǎng)羅如此多的高技術(shù)人才，談何容易）要從軟件、硬件、數(shù)字控制理論和實(shí)踐等綜合技術(shù)方面同步推進(jìn)。
液壓系統(tǒng) 國(guó)內(nèi)液壓件的整體水平目前還比較落后，主要采用橡膠密封結(jié)構(gòu)方式，易老化泄漏、體積笨重、集成度低。隨著機(jī)械精密加工技術(shù)的成熟，在國(guó)外目前密封大都采用球面和錐面配合密封方式（注：看似簡(jiǎn)單的配合方式，需要高精度的機(jī)床來加工，不知道目前國(guó)內(nèi)廠家能不能生產(chǎn)）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能可*。今后改善國(guó)內(nèi)液壓件結(jié)構(gòu)還需要在工藝性上下功夫，需要一個(gè)系統(tǒng)的完善過程。
另外，作為電液轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件 “電液伺服閥”，是電液伺服試驗(yàn)機(jī)今后技術(shù)提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。前面說過國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)目前與電液伺服閥生產(chǎn)企業(yè)缺少交流和探討，只能簡(jiǎn)單的應(yīng)用其現(xiàn)成產(chǎn)品。從某種意義上這也限制了國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展。今后，我們需要加強(qiáng)與伺服閥生產(chǎn)企業(yè)的合作，共同開發(fā)適宜試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用的伺服閥產(chǎn)品，全面提升國(guó)內(nèi)電液伺服試驗(yàn)機(jī)水平（注：如果市場(chǎng)的需求量太少，國(guó)內(nèi)伺服閥的生產(chǎn)企業(yè)不會(huì)愿意冒風(fēng)險(xiǎn)來進(jìn)行開發(fā)。即使直接從MOOG公司購(gòu)買成熟的產(chǎn)品，我們還需要制造配套的液壓伺服油源，研制高性能的控制器和編寫動(dòng)態(tài)測(cè)試軟件。我們不能幻想著僅僅通過購(gòu)買一個(gè)法拉利的引擎，就可以做出一部F1賽車來） 計(jì)算機(jī)技術(shù)在電液伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，促進(jìn)了電液伺服技術(shù)的提高。正是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)才使電液伺服在動(dòng)態(tài)仿真模擬試驗(yàn)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)多自由度協(xié)調(diào)控制、計(jì)算機(jī)仿真解耦技術(shù)等技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，使多通道協(xié)調(diào)加載系統(tǒng)、道路模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的性能得到進(jìn)一步提高，促進(jìn)了電液伺服系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用�？梢哉f電液伺服技術(shù)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是密切聯(lián)系在一起的，相互促進(jìn)相互提高。總之，電液伺服試驗(yàn)機(jī)的大量需求，給我們的電液伺服試驗(yàn)機(jī)發(fā)展創(chuàng)造了很好的機(jī)遇。相信在不久的將來，在國(guó)內(nèi)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)同仁的共同努力下，我國(guó)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)水平一定會(huì)有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 | 
