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科研带给我的财富 新型数字式液压缸设计业务报告过完这个暑假，大一的生活就全部结束了。根据学校的规定，我报名参加了产学合作教育，这也是我第一次参加了学校的产学合作教育。所谓产学合作也就是社会实践，就是将自己所学到的知识运用到实际工作中。这既是对自己实践能力的考验也是对自己所学知识的考验与此同时，我的目也是很明确的，就是为了把自己在大学中所学的东西能够运用到实际工作中，这样才能使我感到“我的大一是有一定的收获的”，同时也能让我得到一点满足感和成就感。我就是怀着这样对心情来参加这次产学合作的我所参与的产学合作不是一般的工作，也不是在企业或者单位带薪资的工作，而是一种学术研究，当今世界热门的科研：新型数字式液压缸设计。虽然这不需要出去户外，不需要流汗，但这需要脑力与心力，这是我们学到的知识与还没接触的知识的冲击，所以我很期盼。带着热切的心情，我开始了这一门从未接触的新课题的研究。首先我去网上了解了相关内容，看了很多硕士生和博士生的论文；其次再查阅了相关书籍，终于明白了数字式液压缸的相关内容。随着计算机技术的日益发展,“模拟”技术正逐渐被“数字”技术所取代。液压领域也不例外,传统的液压控制主要是开关控制、比例控制和伺服控制。其中服控制一般采用闭环控制方式,计算机需要使用A/D采集信号和通过D/A输出信号。目前国内外液压领域的数字化研究主要是直接数字控制阀的研究。这种直接控主要分为两类:一类是采用PWM技术的高速开关阀或比例阀的控制技术;一类是通过步进电机直接驱动液压阀阀芯的控制技术。这种直接控制技术的出现,不能不说是液压控制技术的一大进步,它解决了液压系统计算机控制的两大问题:一是控制脉冲直接作用于液压元件,不需要中间的D/A转换,实现了真正意义上的“数字”控制;二是解决了模拟信号在传输过程中的干扰问题,使控制系统更加稳定。但是,这种直接控制阀,控制的是阀口的开度大小。而在实际的液压系统中,阀门往往还要控制液压缸等执行机构,最终控制的是液压缸的位置和速度。为此需要采集液压缸的位置和速度信号,通过一定的控制算法后输出脉冲信号来控制阀的开度达到所需要的液缸位置和速度。这一闭环系统带来的系统复杂、滞后和非线性等问题,使直接控制技术带来的好处大打折扣。下面介绍新型数字液压缸,这种数字缸将数字阀、反馈机构、缸体等作为一个整体进行集成。字脉冲控制的是液压缸的位置、方向和速度,而不是数字阀的阀口,使控制系统大大简化,可靠性提高,从而实现了终点目标控制。所谓数字液压缸，简称：液压油缸，或数字缸。它是指将步进或伺服电机、液压滑阀、闭环位置反馈设计组合在液压缸内部，接通液压油源，所有的功能直接通过数字缸控制器或计算机或可编程逻辑控制器（PLC）发出的数字脉冲信号来完成长度矢量控制的高新技术产品。数字液压缸是一种带机械反馈的液压伺服机构,其结构由步进电机、四边滑阀、液压缸、反馈机构组成。步进电机的输入转角经阀芯端部的螺杆螺母副变成阀芯位移使阀芯与阀套间形成开口,控制进出液压缸的液压油的流动方向和流量,液压缸按相应的方向运动,液压缸活塞行程通过齿条齿轮带动反馈螺母旋转,通过螺杆使阀芯移动复位。这样,液压缸的行程完全跟踪阀芯输入转角(步进电机转角)运动。但是液压缸的输出力要比转动阀芯所需要的驱动力大得多。所以这种数字缸有两个作用,一个作用是将步进电机的旋转运动变成了液压缸的往复运动;另一个作用是将输入力(矩)进行了充分的放大。液压缸的行程与步进电机的输入脉冲成正比,运动方向由步进电机的转动方向控制,而其运动速度与输入脉冲的频率成比例。因此可将非常复杂的液压伺服闭环控制问题变为简单的步进电机开环控制。基于磁敏传感技术的编码式位移测量，存在测量的相对量或绝对量时表征长度受限制等问题，针对这些技术缺陷，此次项目提出了一种新型的绝对量编码方法：按编码规则把被测工作部件制作成磁性标尺，经磁敏传感器识别出其编码序列，序列包含数值码和标识码，前者用于磁性标尺的粗定位，后者用于精定位，该方法可以通过调整数值码的位数达到测量任意位移长度的目的，并且得到的是绝对位移值。近年来要求液压缸精确定位及控制液压缸速度和加速度的场合越来越多。外置行程测量传感器（如光电编码器、差动变压器式位移传感器、光栅、磁尺等）液压缸是发展的重要方向，国外已有产品，并在液压挖掘机上得到应用。国内（如浙江大学流体传动与控制国家重点实验室等）也开展了这方面的研究工作。磁尺型行程测量液压缸由于具有行程长、测量精度与行程长度无关、传感器性能稳定、价格低廉、可靠性高等优点，成为研究的热点。当前基于磁敏传感技术的磁性标尺型测量方法具有记数方式的相对量测量，在失电后会丢失对正确位置的记忆，以及帧重叠编码方式的绝对量测量，容错能力差，表征长度受限等技术缺陷，本项目拟研究一种带有标志位的绝对式编码方法，使得识别出的信号序列中含有用于粗读数的数值码和用于精读数的标识码，如此不仅可避免相对式测量的“失忆”问题，而且可突破绝对式测量的表征范围瓶颈。以上就是我对本次研究项目写出的简单综述，内容涉及数字式液压缸的定义，结构和研究意义。但要对此次科研项目深入研究，还需要再下一番功夫，其还涉及一下步骤：确定磁性标尺的编码规则；设计磁路结构及信号处理电路；研究磁敏检测下的信号检测与识别技术；软件设计与测试；磁性标尺型位移测量系统的测试与测量精度分析；磁性标尺型位移测量系统的优化与完善；总体来说，数字式液压缸设计的科研项目，对于我们来说，任重而道远啊！今年是我第一次参加产学合作，由于初来咋道，经验不足，知识面不广泛，但在这一个月的工作中我发现太多的东西需要学习，太多的经验需要汲取，太多的人事需要经历，太多的知识需要去汲取，因此现在我不管做什么事，都会抱着一份鼓足干劲的热情，把事情做得尽善尽美。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的确，经过多年的学习、校学习，自己增加了很多的理论知识，但是，实验才是检验真理的唯一标准，在没有踏上工作岗位的时候，觉得自己掌握的理论知识很丰富，经过这次的产学合作教育才发现，自己身上还有很多很多漏洞，而通过产学合作教育让我认识到自身存在的诸多不足，而这些不足才是接下来要在学校的学习中去弥补的。科学研究，作为当今社会需要的课题，有些人会付出一生的心血，一生的追求，只是为了寻找答案，只是为了贡献社会；也有些人会倾尽所有，鞠躬尽瘁，只是为了满足自己的梦想；同时，也有些人会走上不归路所以，上海工程技术大学的这一举措对我们大学生来说好比是一块跳板，在现在严峻的就业难的形势下，它使我们能更快地进入社会把大学生就业的磨合期大大缩减了。对此我感到生处在这样的学习是多么的幸运啊！学校让我们参加产学合作就是想让我们多接触社会，想让我们比同龄人有更多的工作经验，以便在将来激烈的就业竞争中能“杀出一条血路”，在与名牌大学的毕业生的“交手”中击败对手。现在我不但完成了这些“指标”，而且还学到了更多的东西，不能不说是一个胜利，我相当满意我这次的产学合作工作，不管老师给我打多少分，我给自己的成绩绝对是A！因为我找到了别人所没有的珍贵“财富”。我也相信有了这些宝贵的“财富”，在将来的就业竞争中我一定能够胜人一筹，找到自己理想的工作！带着这一财富，我准备好了迎接未来，在以后的学习工作中，依然保持我高考时是动力和期待，努力完善自己的理论知识，去探索未来，去实现自己的目标，一辈子值得去追寻的目标。