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电液控制技术及其应用 作者：机械电子工程10级机自103班王名洲 [摘要] 20世纪70年代以来，随着人们对各类工艺过程的深入研究，电液比例控制技术作为连接现代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁，已经成为现代控制工程的基本技术构成之一。在实际生产中，电液比例控制技术涉及流量、压力、速度、转速、位移等，能随控制信号连续成比例地控制。电液比例控制技术起源于20世纪，并且经过了电液控制技术、电液比例控制技术以及电液伺服技术等发展阶段。电液比例技术覆盖很多工程机械，如起混凝土搅拌运输车液压系统,电液比例控制技术的广泛应用让工程简单化、高效化、信息化、安全化。[关键词] 电液控制技术控制工程机械混凝土搅拌运输车机电一体化0.前言 在当前的形式下，电液控制技术已经成为工业机械、工程建设机械及国防极端产品不可或缺的重要手段。以挖掘机、推土机、振动压路机等为代表的工程机械对国家基础设施建设起到了至关重要的作用，而火炮控制系统、导弹运输车中的电液控制技术则推动了我国国防实力的提升。电液控制技术在机床加工、交通运输、汽车工业等部门也有非常广阔的应用。他对我国国民经济的推动作用不可估量。 就所学机械电子工程专业来讲，电液控制技术与其密不可分。电液控制技术的调控精密度对于机械控制有着重要的意义。在电子计算机大行其道的今天，将电控、液压与机械紧密结合在一起，才是机械电子工程的发展新方向。 1.电液控制技术概述 1.1电液控制技术发展历程 液压技术早在公元前240年的古埃及就已经出现。在第一次工业革命时期，液压技术的到快速发展，在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。18世纪出现了泵、水压机及水压缸等。19世纪初液压技术取得了一些重大的进展, 其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。20世纪50～60年代则是电液元件和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷达天线的定位、
中国地质大学 研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士日期:
评语 对课程论文的评语 注： 1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要：电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述，并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析，最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。关键词：电液比例插装阀；分类；产品现状；电液比例控制技术；发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract: Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products. This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized, and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation; electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品，能方便地和微机控制系统相结合，连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等，有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类，其阀内比例电磁铁根据输入的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的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用电──机械转换装置，将电信号转换为位移信号，按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件，它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点，并减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，在某些方而还有一定的性能差距，但它显著的优点是抗污染能力强，大大地减少了因污染所造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。另一方面比例阀的成本比伺服阀低，结构也简单，己在许多场合获得广泛应用。 比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表 1 三种阀类主要性能比较
1、已知Ps=5MPa，负载力F=1000N，移动速度为v=s，活塞直径D=70mm，活塞杆直径d=50mm，流量系数Cd=，采用零开口滑阀，矩形全周开口，阀芯台肩直径dv=2mm，阀芯最大位移Xvm=1mm，油液密度为883kg/m3，试确定此阀控对称缸系统能否正常工作？ 2、控制双出杆油缸的零开口四通滑阀，全周开口，阀芯直径d=12mm，供油压力Ps=4Mpa，动力粘度μ=×2-,径向间隙r=5×106-m，流量系数Cd=，油液密度ρ=900kg/m3。（1）计算阀的三个零位阀系数（其中压力增益K0p和压力流量系 数K0c按经验公式计算）；（2）如果负载压力P L=，负载流量Q L=16L/min，计算三个阀系数。 3、阀控液压缸系统，液压缸面积Ap=150×104-m2，活塞行程L=，阀至液压缸的连接管道长度l=2m，管道截面积a=×104-m2，负载质量mt=2000kg，阀的流量—压力系数K c=×1012-m3/。试求液压固有频率ωh和液压阻尼比ζh。计算时取βe=700MPa，ρ=870kg/m3。 4、有一阀控液压马达系统，已知：液压马达的排量D m =6×106-m3/rad，马达容 积效率为95%，额定流量为q n =×104-m3/s，额定压力为p n =140×105Pa，高 低压腔总容积Vt=3×104-m3。拖动纯惯性负载，负载转动惯量J t =2，阀的流量增益Kq=4m2/s，流量―压力系数Kc=×1016-m3/，液压等效容积弹性模量βe=7×108Pa。试求出以阀芯位移为输入，液压马达转角为输出的传递函数。 5、有一四边阀控制的双作用缸，直接拖动负载做简谐运动。已知：供油压力 Ps=210×105Pa，负载质量m t =400Kg，负载位移规律为Xp=Xmsinωt，负载移动的最大振幅Xm=6×102-m，角频率ω=35rad/s，试根据最佳负载匹配求液压缸面积和四边阀的最大开口面积WXvm。计算时，取Cd=，ρ=870Kg/m3。6、阀控对称缸液压位置控制系统，运动部件最大质量m=35000Kg，行程H=，
电液比例控制系统的实验分析的毕业论文 目录 第1章序论 (1) 1.1电液比例控制技术的形成和发展趋势 (1) 1.2F ESTO D IDACTIC自动化控制技术培训简介 (3) 1.3研究思路与容 (4) 第2章电液比例控制技术概述 (5) 2.1电液比例控制技术的含义与容 (5) 2.2电液比例控制的特点 (5) 2.3比例控制的基本原理 (6) 2.4比例控制的应用 (6) 2.5电液比例控制元件的围 (6) 第3章电液比例控制系统主要元件 (7) 3.1额定值信号给定单元 (7) 3.2放大器 (8) 3.3比例溢流阀。 (11) 3.4液压缸 (14) 3.5三位四通比例阀 (16)
第4章电液比例控制系统实验研究 (20) 4.1F ESTO试验台须知 (20) 4.2压力机（单向放大器的特性曲线） (20) 4.3滚轧机的接触滚轮（比例压力阀） (25) 4.4夹紧装置（压力回路） (29) 4.5铣床（双向放大器的特性曲线） (33) 4.6压印机（斜坡额定值的设定） (37) *4.7车斗（额定值的外部控制） (42) 第5章总结 (49) 参考文献 (50) 致谢 (51) 诚信声明
第1章序论 电液比例控制技术,是在以开环传动为主要特征的传统液压传动技术，和以闭环控制为特征的电液伺服控制技术基础上，为适应一般工程系统对传动与控制特性或有所侧重或兼而有之的特别要求，从20世纪60、70年代开始，逐步发展起来的流体传动与控制领域中一个具有旺盛生命力的新分支。现今，电液比例控制技术已成为工业机械、工程建设机械及国防尖端产品不可或缺的重要手段，引起相关工业界、技术界的格外目重视。但由于所具有的一些特点，对这种技术的了解、掌握、运用，不论是理论上，还是实践上，都有很多问题研究、探讨、总结、提髙，使其形成相应的科学体系，以更好地推动技术的发展和相关人才的培养。 电液比例技术本来就是流体传动与控制技术中的一个新的分支。所以，原来一般液压传动技术和电液伺服技术所共有的主要特点、优点与缺点、电液比例技术照样具备。但由于它是新发展起来的技术分支，所以，在应用电子技术，计算机技术、位息技术、自动控制技术、摩擦磨损技术及新工艺、新材料等方面，往往表现出更前卫，这给电液比例技术带来更多新的特点。此外，诸如数字技术、高速开关技术等，也与电液比例技术结合得非常紧密。 1.1电液比例控制技术的形成和发展趋势 电液比例控制技术从形成至今，大致上可划分为四个阶段： 从1967年瑞士Beringer公司生产XL比例复合阀，到70年代初日本油研公司申请压力和流量两项比例阀专利，标志着比例技术的诞生时期。此间，比例技术开始在液压控制领域中作为独立的分支，并以开环控制应用为主。这一阶段的比例阀仅仅是将新型
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。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。 螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀，它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一般比例阀缺点，使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术 节约能量、降低油温和提高控制精度，同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰，现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与压力补偿是一个很相似概念，都是利用负载变化引起压力变化去调节泵或阀压力与流量以适应系统工作需求。负载传感对定量泵系统来讲是将负载压力负载感应油路引至远程调压溢流阀上，当负载较小时，溢流阀调定压力也较小；负载较大，调定压力也较大，但也始终存一定溢流损失。变量泵系统是将负载传感油路引入到泵变量机构，使泵输出压力随负载压力升高而升高（始终为较小固定压差），使泵输出流量与系统实际需要流量相等，无溢流损失，实现了节能。
pm32型 电液控制系统 操作指南 MARCO系统分析和开发有限公司 目录 前言 1. 安全规程 2. pm32电液控制系统原理 3. pm32电液控制系统元件 4. pm32电液控制系统功能 5. pm32控制器操作指南 6. XALZ 界面操作指南 7. 综采工作面自动化 8. pm32电液控制系统维护指南
前言 随着上世纪80年代电子技术，现场控制技术和信息技术的快速发展，煤矿井工 开采迫切需要利用先进的控制技术，改变其落后的生产工艺和控制水平。煤矿井工 生产的核心是综采工作面，如何大幅度提升综采工作面现代化和自动化控制水平成为当时煤矿现代化的首要任务。 在综采工作面装备中，液压支架占据着核心的位置，一方面液压支架要保障对工作面的有效支护，另外一方面又要作为推进动力，保障工作面推进效率。如何提高液压支架对工作面的支护质量，如何提高采煤工作面的推进速度，成为煤矿现代化控制的重要要求。 在电液控制系统应用之前，液压支架采用手动操纵阀的控制方式，经历了本架手动控制，邻架手动控制，邻架液压先导控制的发展过程，手动控制方式的改进主要集中在控制的安全保障上，没有涉及到控制质量和控制效率的提高。 在上个世纪70年代末，英国人第一次提出了液压支架电液控制的概念，采用控制器，传感器和液压主阀替代手动操作阀，控制液压支架动作，保障对工作面顶板和煤壁的支护质量，提高工作面的推进速度。 随着电液控制系统在煤矿生产上的不断发展，支架电液控制系统已经超出了起初的控制范畴，从单纯控制液压支架，逐渐延伸到三机控制，泵站控制，采煤机等设备控制。从本世纪初开始，网络技术逐步引进到煤矿生产中来，在融合电液控制系统后，实现了综采工作面自动化，实现了综采工作面设备高效管理，实现综采工作面生产过程优化控制。 在1996年，液压支架电液控制系统随着德国DBT公司成套综采设备进入到中国，应用在当时的神府矿区。经过5年的使用和适应，电液控制系统高效性，高可靠性的优势逐渐显现出来，为国内各大煤矿所接受。随着marco公司pm3型电液控制系统进入中国，通过和国内支架厂配套，解决了成套设备进口价格昂贵的劣势，尤其在2003年之后，以marco公司pm3系统为代表的液压支架电液控制系统在国内逐渐推广开来，电液控制系统应用也逐渐从简单的地质结构扩展到复杂的地质结构，从高端客户逐渐扩展到了绝大多数的煤矿用户，从支架控制扩展到综采工作面自动化。 液压支架电液控制系统在控制层面上由三部分组成， 1. 单个液压支架层面上的机电一体化控制， 2. 工作面层面上的现场总线控制 3. 顺槽层面上的SCADA控制(生产过程控制).
中国地质大学研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士 日期:
评语 注：1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要：电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述，并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析，最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。 关键词：电液比例插装阀；分类；产品现状；电液比例控制技术；发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract:Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products.This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized,and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation;electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品，能方便地和微机控制系统相结合，连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等，有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类，其阀内比例电磁铁根据输入的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的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用电──机械转换装置，将电信号转换为位移信号，按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件，它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点，并减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，在某些方而还有一定的性能差距，但它显著的优点是抗污染能力强，大大地减少了因污染所造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。另一方面比例阀的成本比伺服阀低，结构也简单，己在许多场合获得广泛应用。比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表1 三种阀类主要性能比较
电液比例阀工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
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。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。 螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀，它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一般比例阀缺点，使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术
电液比例阀就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与比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点,具有先导控制、负载传感与压力补偿等功能。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。特别就是电控先导操作、无线遥控与有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类与形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类就是螺旋插装式比例阀(screwin cartridge proportional valve),另一类就是滑阀式比例阀(spool proportional valve)。 螺旋插装式比例阀就是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件,螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路与成本低廉等特点,近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通与多通等形式,二通式比例阀主比例节流阀,它常它元件一起构成复合阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主比例减压阀,也就是移动式机械液压系统中应用较多比例阀,它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀,它比手动先导阀具有更多灵活性与更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀,不同输入信号,减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,就是移动式机械液压系统最基本元件之一,就是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀就是比较理想电液转换控制元件,它保留了手动多路阀基本功能,还增加了位置电反馈比例伺服操作与负载传感等先进控制手段。它就是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑与工程机械控制精度要求不高特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,具有电子检测与纠错功能。,阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来,电子技术发展,人们越来越多采用内装差动变压器(ＬＤＶＴ)等位移传感器构成阀芯位置移动检测,实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器与其它电子电路组成高度集成比例阀,具有一定校正功能,可以有效克服一般比例阀缺点,使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术 节约能量、降低油温与提高控制精度,同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰,现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与压力补偿就是一个很相似概念,都就是利用负载变化引起压力变化去调节泵或阀压力与流量以适应系统工作需求。负载传感对定量泵系统来讲就是将负载压力负载感应油路引至远程调压溢流阀上,当负载较小时,溢流阀调定压力也较小;负载较大,调定压力也较大,但也始终存一定溢流损失。变量泵系统就是将负载传感油路引入到泵变量机构,使泵输出压力随负载压力升高而升高(始终为较小固定压差),使泵输出流量与系统实际需要流量相等,无溢流损失,实现了节能。 压力补偿就是提高阀控制性能而采取一种保证措施。将阀口后负载压力引入
液压课程复习 1. 比例阀、伺服比例阀、伺服阀的性能及应用特点；P2,P228 1. 比例阀：其主要缺陷，由于比例阀不可避免的存在死区，因此它不能很好的用于位置、 力控制闭环。但是能进行电控，能满足70%工业用户要求的动态响应特性，因此能得到 广泛的使用。因此，比例阀一般多用于开环控制，其控制较伺服阀要灵活，控制精度要 低，频响较低，最高才几十赫兹。 2伺服阀：伺服阀要求加工精度高，油液需要精过滤，因此价格比较昂贵，但是它的动 态性能是所有液压阀中最高的，其阀口多为零遮盖的，且无零位死区，控制精度较高， 频响较高。因此，伺服阀一般用于闭环系统，且工作在零位附近。 3伺服比例阀：伺服比例阀的性能介于伺服阀和比例阀之间，其最重要的特征之一是， 阀口为零遮盖，无零位死区，解决了位置、压力等要求无零位死区的闭环控制系统中的 应用。采用比例电磁铁作为电机械转换器，可用于各类闭环系统，频响较一般比例阀为高，可靠性比伺服阀高。 2. 比例放大器的颔振、零位（死区）跳跃、缓冲功能及作用；P50 ,P45,P44 1.颤振：颤振信号是指叠加在直流控制信号中的高频（50— 100HZ）小振幅交流信号， 用于减小摩擦力及磁滞所造成的滞环，并有利于消除卡涩现象。 2.零位（死区）跳跃：零位跳跃信号是由阶跃函数发生器发出的，该信号发出后经放大，可以给 比例电磁铁一个阶跃电流，使比例阀阀芯迅速越过零位死区，即削弱或排除比例阀阀芯正遮盖的影响，适应零区控制特性的要求。 死区补偿：输入电压大于+-0.1V时用补偿环节加大放大器输出（如1.3V）将（+-20% 总位移）正遮盖（零位死区）的影响减少到最低程度。 3.缓冲：缓冲信号以一个设定值阶跃作为输入信号，斜坡信号发生器产生一个缓慢上升或者下降 的输出信号，输出信号的变化速率可以通过电位器调节，以实现被控系统或运动速度等无冲击过渡，满足系统控制的缓冲要求。 将设定值的阶跃输入转化成精确可控的斜坡输出，使压力变化或者加减速过程平缓， 减少冲击。 3. 比例放大器PWM的功率放大原理； P53,原理简图+文字说明 4. 比例调速阀的组成及工作原理；P167 ,P178 比例调速阀由定压式减压阀和电液比例节流阀组成。 工作原理：由定差减压阀对节流阀口前后的压力变化进行补偿，使节流阀口压差近似保 持为定值，从而实现输入信号对流量的单调控制。 比例调速阀的工作原理与一般的调速阀相似，调速阀进口压力p1由溢流阀调整，基本上保持恒定。调速阀的出口压力由活塞上的负载决定。所以当负载增大时，作用在减压 阀芯左端的液压力增大，阀芯右移，减压口加大，压降减小，从而使节流阀的压差保持不变，反之亦然。这样就使通过调速阀的流量恒定不变，活塞运动的速度稳定，不受负载变化的影响。而比例电磁铁和放大器则可以调节流量，从而根据需要调节速度大小。 5. 先导液压桥路（液压半桥）分析；P111,P101 先导液压半桥多用于液压控制期间的先导控制油路，它是由液阻构成的无源网络，因此 需要外部压力源供油。就半桥本身构成而言，可归纳为以下几点：
一、选择题 1. 电液位置伺服系统中采用滞后校正可以_____；采用速度校正可以________;采用加速度 校正可以________ A 、提高频宽 B 、提高稳定性 C 、提高阻尼比 二、简答题 1. 什么是机液伺服系统？机液伺服系统有什么优缺点? 2. 为什么机液伺服系统多用在精度和响应速度要求不高的场合？ 3. 为什么常把机液位置伺服系统称作力放大器或助力器? 4. 为什么在机液位置伺服系统中，阀流量增益的确定很重要? 5. 低阻尼对液压伺服系统的动态特性有什么影响?如何提高系统的阻尼，这些方法各有什 么优、缺点? 6. 考虑结构刚度的影响时，如何从物理意义上理解综合刚度? 7. 考虑连接刚度时，反馈连结点对系统的稳定性有什么影响? 8. 反馈刚度和反馈机构中的间隙对系统稳定性有什么影响? 9. 为什么机液位置伺服系统的稳定性、响应速度和控制精度由液压动力元件的特性所决 定？ 10. 电液伺服阀由哪几部分组成?各部分的作用是什么？ 11. 力矩马达为何要有极化磁场? 12. 永磁动铁式力矩马达的电磁力矩是如何产生的？为什么会出现负磁弹簧刚度？ 13. 为什么把t K 、m K 称为中位电磁力矩系数和中位磁弹簧刚度？ 14. 为什么动圈式力马达没有磁弹簧刚度?这种力马达有什么特点？ 15. 为什么喷嘴挡板式力反馈两级伺服阀在稳态时，挡板在中位附近工作？有什么好处？ 16. 如何提高力反馈伺服阀的频宽，提高频宽受什么限制？ 17. 为了减小力矩马达线圈电感的影响，应采取什么措施? 18. 在什么情况下电液伺服阀可看成振荡环节、惯性环节、比例环节？ 19. 为什么力反馈伺服阀流量控制的精确性需要靠功率滑阀的精度来保证? 20. 压力伺服阀与压力—流量伺服阀有什么区别? 21. 压力—流量伺服阀与动压反馈伺服阀有什么区别? 22. 考虑伺服阀的动态时，如何用频率法分析系统的动态特性？ 23. 有哪些因素影响系统的稳态误差?
摘要 本文详尽阐述了电液比例控制系统构成、分类和特点，结合对液压伺服控制系统的控制结构及其特点和基本要求的论述，分析了两种控制系统目前的发展状况。回顾电液控制系统发展历史，展望电液控制系统的发展趋势。 关键词：比例控制伺服控制发展趋势 Abstract The paper expounded the composition, classification and the characteristics of the electro-hydraulic proportional control system. Combined with the discussion of the control structure, basic requirements and the characteristics of hydraulic servo control system, the paper analyzed the state of the development of the two kinds of control systems. Reviewing the development history of the electro-hydraulic control system, the paper elaborated the development trend of the electro-hydraulic control system. Keywords: proportional control , servo control, development trend
电液此倒控制技术的研究 许振保１，赵春娥２ （１．泰山学院，山东泰安２７１０２１；２．泰山职业技术学院。山东泰安２７１０００） 摘要：电液比例控制用输入的电信号来调制液压参数，使之连续成比例的变化，具有控制原 理简单、控制精度高、抗污染能力强、价格适中等特点，受到人们的普遍重视。综述了电液比例 控制技术的国内外发展现状及发展趋势。通过对配电带电作业机器人作业平台的高空作业车 举升臂系统的分析与研究，提出了电液比例技术适用于高空作业车举升臂液压驱动系统。 关键词：电液比例控制；液压驱动；举升臂 中图分类号：ＴＨｌ２文献标志码：Ｂ文章编号：１６７１－５２７６（２０１０）０１－００５２－０３ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＸＵＺｈｅｎ．ｂａ０１。ＺＨＡＯＣｈｕｎ．ｅ２ （１．ＴａｉｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉａｎ２７１０２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＴａｉｓｈａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｔａｉａｎ２７１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｐｒｏｐｅｒｔｉｏｎａｌｌｙｍｏｄｕｌａｔｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｐａｒａｍｅ－ｔｅｒｂｙｉｎｐｕｆｆｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｓｉｇｎａｌ．ＴｈｅＵＳＧｏｔｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｉｍｐｌｅｃｏｎｔｒｏｌｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｈｉｇｈｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．ｓｔｒｏｎｇｒｅｓｉｓｔｉｂｉｌ时ｏｆｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｍｉｄｄｌｅｐｒｉｃｅ．ＳＯｉｔｇｅｔｓｐｅｏｐｌｅ’Ｓｒｉｆｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｃｔｕａｌｉｔｉｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｔｅｃｈ－ｎｏｌｏｇｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｔｈｅｒａｉｓｅ－ｒｉｓｅａｒｍｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｈｉｇｈｔａｓｋｖｅｈｉｃｌｅｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｉｖｅ；ｒａｉｓｅ－ｒｉｓｅａｒｍ １电液比例控制技术的概况 １．１电液比例技术的发展背景及特点现代电液控制技术的发展追溯到二次大战时期。由于军事需要，对武器和飞机的自动控制系统的研究取得了很大的进步。战争后期，喷气技术取得突破性进展。由于喷气式毪行器速度很高，因此对控制系统的快速性、动态精度和功率质最比都提出了更高的要求。工程需要是现代电液控制技术发展的推动力。１９４０年底在飞机上首先出现了电液伺服系统，其滑阀由伺服电动机拖动，惯茸很大，限制了系统的动态特性。１９世纪５０年代初出现了高速响应的永磁式力矩马达。５０年代后期又出现了以喷嘴挡板阀作为先导级的电液伺服阀，使电液伺服系统成为当时响应最快、控制精度最高的伺服系统。６０年代各种结构的伺服阀相继问世，电液伺服阀技术已日臻成熟。印年代后期人们对工艺过程控制提出了更高的要求。现代电子技术特别是微电子集成技术和计算机技术的发展，为工程控制系统提供了充分而且廉价的现代电子装置，各类民用１Ｉ＝程对电液控制技术的需求更加迫切和广泛。传统的电液伺服阀对流体介质的清清度要求十分苛刻，制造成本和维修费用较高，系统能耗也较大，难以为各工业用户所接受，而传统的开关控制又不能满足高品质控制系统的要求。因此，人们希望开发出一种可靠、廉价、控制精度和响应特性均能满足工业控制系统实际需要的电液控制技术…。 从１９６７年瑞士布林格尔公司生产ＫＬ比例复合阀起，到２０世纪７０年代初日本油研公司申请＿ｒ压力和流量比例阀二项专利为止，是比例阀的诞生时期。这一阶段的比例阀，仅是将比例型的电一机械转换器（如比例电磁铁）用于工业液压阀，以代替开关电磁铁或调节手柄，阀的结构原理和设计准则几乎没有变化，大多不含受控反馈闭环，其工作频宽仅在１—５Ｈｚ之间，稳态滞环在４％一７％之间，多用于开环控制。 １９７５～１９８０年间，比例技术的发展进入了第二阶段。采用各种内反馈原理的比例元件大量问世，耐高压比例电磁铁和比例放大器在技术上也日趋成熟，比例元件的工作频宽已达５～１５Ｈｚ，稳态滞环也减小到３％左右。其应用领域日渐扩大，开环闭环均可适用…。‘ ２０世纪８０年代以来，比例技术的发展进入了第三阶段。比例元件的设计原理进一步完善，采用ｒ压力、流量、位移内反馈及电校正等手段。在８０年代末、９０年代初，随着电子技术的高速发展，比例技术出现了质的飞跃。除了因制造成本所限，比例阀在中位仍保留死区以外，它的稳态和动态特性均已和工业伺服阀无异。另一项重大进展是，比例技术开始和插装阀相结合，形成了８０年代电液比例插装技术。同时，由于传感器和电子器件的小型化，还出现了电液一体化的比例元件，电液比例技术逐步形成了８０年代的集成化趋势。同时电液比例容积元件，各类比例控制泵和执行元件也相继出现。 因此，从电液比例技术的发展过程可以看出，电液比例技术发展到目前阶段，已经能用伺服比例阀替代传统的 作者简介：许振保（１９７８一）。男，山东宁阳人，助教，工学硕士，主要从事控制工程研究。 ?５２?ｈｔｔｐ：／／ＺＺＨＤ．ｃｈｉｎａｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ．ｃｎＥ－ｍａｉｌ：ＺＺＨＤ＠ｃｈａｉｎａｊｏｕｍａｌ．ｎｅｔ．ｃａ《机械制造与自动化》万方数据
第六章
电液比例阀及 比例控制回路
6.1 概述
本 章 介 绍
6.2 电液比例阀 6.3 电液比例控制基本回路 6.4 电液比例控制工业应用
6.1 概述
从广义讲，凡是输出量，如压力、流量、位移、速度、加速 度等，能随输入信号连续地按比例地变化的控制系统，都称 为比例控制系统。从这个意义上说，伺服控制也是一种比例 控制。电液比例控制可以分为开环控制和闭环控制。
图6-1 电液比例开环控制系统方框图
图6-2 电液比例闭环控制系统方框图
目前，最常用的分类方式是按被控对象(量或参数)来进行分 类。则电液比例控制系统可以分为： 比例流量控制系统 比例压力控制系统 比例流量压力控制系统 比例速度控制系统 比例位置控制系统 比例力控制系统 比例同步控制系统
电液比例控制技术的发展动力
1.传统的液压控制方式是开关型控制。它通过电磁驱动或手动驱动来 实现液压流体的通、断和方向控制，从而实现被控对象的机械化和自 动化。但是这种方式无法实现对液流流量、压力连续地按比例地控制 ，同时控制的速度比较低、精度差、换向时冲击比较大。
2.当需要高性能的速度或位置控制时，以前电液伺服阀曾经是唯一实 用的解决办法。电液伺服阀是一种高技术条件的方向和流量控制阀， 不可避免地带来成本高、不耐污染、维修不便等问题。在并不需要伺 服阀的全部性能潜力的应用场合，这些问题可能成为主要的缺点。
3.发展电液比例阀的主要目的在于填补从简单的通/断电磁阀控制与复 杂的电液伺服控制之间的空白。虽然比例阀的部分性能指标不如伺服 阀，但对许多应用场合来已经够用了,同时可以体现出明显的成本和维 护优势。
电液比例与伺服控制期末考试大题
1、已知Ps=5MPa，负载力F=1000N，移动速度为v=0.1m/s，活塞直径 D=70mm，活塞杆直径d=50mm，流量系数Cd=0.7，采用零开口滑阀，矩形全周开口，阀芯台肩直径dv=2mm，阀芯最大位移Xvm=1mm，油液密度为883kg/m3，试确定此阀控对称缸系统能否正常工作？ 2、控制双出杆油缸的零开口四通滑阀，全周开口，阀芯直径d=12mm，供油压力Ps=4Mpa，动力粘度μ=1.4×102-Pa.s,径向间隙r=5×106-m，流量系数Cd=0.62，油液密度ρ=900kg/m3。（1）计算阀的三个零位阀系数（其中压力增益K0p和压力流量系数K0c按经验公式计算）；（2）如果负载压力 P L=2.6MPa，负载流量Q L=16L/min，计算三个阀系数。 3、阀控液压缸系统，液压缸面积Ap=150×104-m2，活塞行程L=0.8m，阀至液压缸的连接管道长度l=2m，管道截面积a=1.77×104-m2，负载质量 mt=2000kg，阀的流量—压力系数K c=5.2×1012-m3/s.Pa。试求液压固有频率ωh和液压阻尼比ζh。计算时取βe=700MPa，ρ=870kg/m3。 =6×106-m3/rad，马达4、有一阀控液压马达系统，已知：液压马达的排量D m =6.66×104-m3/s，额定压力为容积效率为95%，额定流量为q n =140×105Pa，高低压腔总容积Vt=3×104-m3。拖动纯惯性负载，负载转动p n =0.2Kg.m2，阀的流量增益Kq=4m2/s，流量―压力系数惯量J t Kc=1.5×1016-m3/s.Pa，液压等效容积弹性模量βe=7×108Pa。试求出以阀芯位移为输入，液压马达转角为输出的传递函数。 5、有一四边阀控制的双作用缸，直接拖动负载做简谐运动。已知：供油压力