7.4多缸运动控制回路
在液压与气压传动系统中，用一个能源驱动两个或多个缸（或马达）运动，并按各缸之间运动关系要求进行控制，完成预定功能的回路，被称为多缸运动回路。多缸运动回路分为顺序运动回路、同步运动回路和互不干扰回路等。
行程开关和电磁换向阀控制的顺序运动回路
行程换向阀控制的顺序运动回路
顺序阀控制的顺序运动回路
时间控制的顺序运动回路
在采用延时阀进行时
容积式同步运动回路——同步泵同步回路
容积式同步运动回路是用相同的液压泵、执行元件（缸或马达）或用机械联结的方法来实现的。
容积式同步运动回路——同步缸同步回路
机械同步回路
节流式同步运动回路1
与右端压相等。
）与右
）
）
也
）
在增大时，
，使阀芯
减小，增
，
节流式同步运动回路2
双泵供油的快慢速互不干扰回路
7.5 其它控制回路
延时接通与延时断开回路
在延时接通回路中，当有信号K输入时，阀A换向，此时气源经节流阀缓慢向气容C充气，经一段时间t延时后，气容内压力升高到预定值，使主阀B换向，气缸开始右行；当信号K输消失后，气容C中的气体可经单向阀迅速排出，主阀B立即复位，气缸返回。将图中的单向节流阀反接，则为延时断开回路，其作用正好与上述相反，延时时间由节流阀调节。
延时接通与延时断开回路
延时接通回路中，当有信号K输入时，阀A换向，此时气源经节流阀缓慢向气容C充气，经一段时间t延时后，气容内压力升高到预定值，使主阀B
换向，气缸开始右行；当信号K输消失后，气容C中的气体可经单向阀迅速排出，主阀B立即复位，气缸返回。将左图中的单向节流阀反接，则为延时断开回路，其作用正好与上述相反，延时时间由节流阀调节。
往复运动回路
往复运动回路常用于气压系统中。
在行程阀控制的单往复运动回路中，按下手动换向阀1的手柄，主阀3切换，气缸右行；当撞块碰下行程阀2时，主阀复位，气缸自动返回。
在行程阀控制的连续往复动作回路中，按下手动换向阀1的手柄，主阀4切换，气缸右行；此时由于二位二通机动换向阀3复位而将控制气路断开，主阀不能复位。当活塞行至终点，撞块碰下二位二通行程换向阀2时，主阀的控制气体经阀排出，主阀在弹簧作用下复位，气缸自动返回；当活塞返回到终点压下机动换向阀时，主阀切换，重复上述循环动作，断开手动换向阀方可使这一连续往复动作在活塞返回到原位置时停止。
本章习题
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项目二液压系统基本回路 【课题名称】任务4 设计与搭建双缸辊轧机液压控制回路 【课时安排】3学时 【教学目标】 1．了解流量控制阀的基本知识。 2．认识调速回路和同步回路。 3．掌握双缸辊轧机液压控制回路的设计与调试方法。 【教学重点】 1.调速回路和同步回路。 2.掌握双缸辊轧机液压控制回路的设计与调试方法。 【教学难点】调速阀的工作原理。 【关键点】速回路和同步回路应用。 【教学方法】理实一体、讨论法、多媒体展示 【教具资源】实训室、多媒体教学设施 【教学过程】 一、导入新课 教师通过展示双缸辊轧机工作过程，引出本任务学习内容。 二、讲授新课 教学环节1 任务布置及分析 教师活动：通过分析任务要求，引导学生确定本次任务使用的元器件及回路要求。 学生活动：分组讨论确定完成本次任务的回路要求及元器件。 教学环节2 知识链接 教师活动1：通过分析任务要求，利用实物展示及动画视频资料，介绍本任务所需使用的速度控制元件调速阀的结构、工作原理。 学生活动1：通过听讲了解调速阀的结构、工作原理。 知识点1：调速阀的结构、工作原理。 液压传动系统中，执行元件运动速度的大小，由输入执行元件的油液流量的大小来确定。流量控制阀就是依靠改变阀口通流截面面积的大小或通道长短来控制流量的。常用的流量控制阀主要有节流阀和调速阀两种。本次任务采用的流量控制阀是调速阀。 1.调速阀 液压系统中使用的节流阀的工作原理和气动节流阀相似，具体内容参见气动节流阀相关知识。节流阀结构简单但是流量不能稳定控制，在对速度有较高要求的场合采用调速阀。 调速阀如图6-4-2所示，它的基本结构包括节流阀1、定差减压阀2、节流阀阀芯3、减压阀阀芯4和泄露油口5。它实际就是减压阀与节流阀串接而成的。当压力为P1的油液经减压阀后，压力降为P2，并分成两个分路，一路经节流口流向调速阀的出口，另一路作用在减压阀阀芯的右端面。压力P2的油液经节流阀口降低至P3，将P3压力油液引到减压
多缸运动控制回路
7.4多缸运动控制回路 在液压与气压传动系统中，用一个能源驱动两个或多个缸（或马达）运动，并按各缸之间运动关系要求进行控制，完成预定功能的回路，被称为多缸运动回路。多缸运动回路分为顺序运动回路、同步运动回路和互不干扰回路等。 顺序动作回路 缸严格地按给定顺序运动的回路，称为顺序运动回路。这种回路在机械制造等行业的液压系统中得到了普遍应用。如组合机床回转工作台的抬起和转位，夹紧机构的定位和夹紧等，都必须按固定的顺序运动。 同步回路 同步运动回路是用于保证系统中的两个或多个执行元件在运动中以相同的位移或速度运动，也可以按一定的速比运动。在同步运动回路中影响同步运动精度的因素很多，如外负载，泄漏，摩擦阻力，元件的变形及液体中含有气体等都会使执行元件运动同步不精确。为此，同步运动回路应尽量克服或减少上述因素的影响。同步运动分为位置同步和速度同步两种。 互不干扰回路 在多缸液压系统中，多数情况下各液压缸运动时的负载压力是不等的。这样，在负载压力小的液压缸运动期间，负载压力大的液压缸就不能运动。例如，在组合机床液压系统中，当某液压缸快速运动时，因其负载压力小，其它液压缸就不能工作进给（因为工进时负载压力大）。这种现象被称为各缸之间运动的相互干扰。 行程开关和电磁换向阀控制的顺序运动回路
在用行程开关和电磁换向阀控制的顺序运动回路中，左电磁换向阀的电磁铁通电后，左液压缸按箭头①的方向右行。当它右行到预定位置时，挡块压下行程开关2，发出信号使右电磁换向阀的电磁铁通电，则右液压缸按箭头②的方向右行。当它运行到预定位置时，挡块压下行程开关4，发出信号使左电磁换向阀的电磁铁断电，则左液压缸按箭头③的方向左行。当它左行到原位时，挡块压下行程开关1，使右电磁换向阀的电磁铁断电，则右液压缸按箭头④的方向左行，当它左行到原位时，挡块压下行程开关3，发出信号表明工作循环结束。 这种用电信号控制转换的顺序运动回路，使用调整方便，便于更改动作顺序，因此，应用较广泛。回路工作的可靠性取决于电器元件的质量。目前来讲还可采用PLC（可编程序控制器）利用编程来改变行程控制，这是一个发展趋势。 行程换向阀控制的顺序运动回路
如何设计多支路液压同步控制回路？ 在多支路驱动器的应用设计中，处理两个或多个驱动器等速同步驱动时出现问题较多。 为简化问题，用两个油缸的举升平台为例，下列公式和计算方法适应与多数驱动器，马达或油缸。 如果载荷时对两个油缸不对称，油缸速度V1和V2不同，Q1和Q2流量不同，则油缸（1）和油缸（2）举升行程也不相同。 看看下面的例子中油缸伸出速度不同时对平台的水平状态的影响。 图1：两个油缸的举升平台图2：平台的水平倾斜 根据公式计算，速度变化时，平台倾斜角度随之变化，请见上表。可以根据工况来选择不同的设计方案。下面介绍五种常用的设计方案。
方案1：压力补偿分流阀 压力补偿分流阀将一路供油分为两路等量供油，不受输入输出压力的影响。见图3. 当平台负载变化时，滑阀（4）在分流阀（3）中自动滑移，以补偿P1与P2压力的压差。压力通过滑阀内部的钻孔作用于相反一侧滑阀的端面，若P1压力较高，则相反一端的开口减少，其Q2开口流量相应减少,反之皆然。进口压力=高压出口的压力+开口的压降。集流阀的同步精度约为5-10%。 方案2：压力补偿流量阀 压力补偿流量阀可以不受压力波动的影响，通过独立对个阀流量进行调整，满足同步速度的要求。该方案适用等量或不等量同步控制，对两路阀手动微动调整可以满足不同速度的要求。同步精度约为5%。 方案3：同型号液压泵 采用两个同样型号的液压泵也可实现同步控制。但是负载压力波动会影响液压泵的内泄。两泵方案实现调速较困难。控制的精度约为5%，
方案4：双杆等速油缸串联回路 采用双杆等速油缸串联回路的主要优点是容积效 率较高。由于油缸1排出的流量与进入油缸2的 流量相等，所以两油缸的速度相等。该方案等速 同步控制精度约为1%。 缺点是油缸1的压力为负载的2倍，另外双杆油 缸的安装空间较大。 方案5：同步液压齿轮分流器 旋转式分流器是将一路供油分为两路或多路等量或不等量供油，供油不受输入输出压力的影响。 双片分流器是由两个相同排量的马达组成，采用公共轴连接，因此两个马达的速度相同，流量也相同。工作原理同于马达，由于驱动轴几乎不损失动力，所以各马达片间压降极小。在结构可以根据流量速度采用不同数量和不同型号的马达组合，选配灵活，适应范围较广。由于马达内泄较低，同步控制精度约为1%。 该方案在同步控制中精度高，成本低，应用广泛。
机械设计制造及其自动化专业实验 ——机电控制实验机床液压与气动控制回路PLC控制实验 实验指导书 重庆理工大学 实践教学及技能培训中心 2010年12月
学生实验守则 1．学生应按照实验教学计划和约定的时间，准时上实验课，不得迟到早退。 2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。 3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。 4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，服从实验教师和技术人员指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。 5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。 6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。 7．实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。 8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。 9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。 10．凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按学院有关规定予以赔偿。 重庆理工大学
说明 1.同学可以登录学校的“实验选课系统”（从学校首页登陆：https://www.doczj.com/doc/6e12901842.html, 或从数字校园登录），自己进行实验项目的选择。希望同学们能在每个实验项目开放的时间内尽早进行实验预约（预约时间必须比实验上课时间提前3天），因为学生数量比较多，如果某实验项目开放的时间内同学未能进行实验预约，则错过该实验项目的实验机会，补做就要在该实验项目下一次开放时进行。 2.如有什么问题，同学可以拨打电话联系62563172张君老师。
08级液压传动与气动技术双缸控制回路 （一）行程程序的表示方法 学习要点：1. 行程程序的表示方法。 2. 程序框图框图的简化。 重难点分析：程序框图的简化。 学习思路：在教师的指导下，带领学生认识行程框图的表示方法及程序框图的简化。 学法指导：通过教师的的讲解，启发学生主动思考的能力。 导学——检测装置的工作要求是：气缸A伸出—气缸B伸出—气缸A退回—气缸B退回，如要完成这样的工作循环，该如何设计控制回路呢？ 新授： 多缸回路——类似于检测装置这种需要两个（或两个以上）执行（）协调工 作的回路。 一、行程程序的表示方法 1.程序框图 （）是根据生产工艺流程的要求，确定应使用的执行元件数量及完成任务的动作顺序的要求，可用程序框图来表示。 程序框图是用每一个方框表示（）或（）。 检测装置根据位移-步骤图中的分析，其动作次序可以用下图所示的程序框图表示。 2.程序框图的简化 为了简化程序框图，常用（）来表示形成程序。在用文字符号表示程序框图时对气缸，主控阀，行程信号器（行程阀）等作出如下规定： 1）执行元件的表示方法 用大写字母A，B，C。。。表示执行元件，用下标“1”表示（） ，用下标“0”表示气缸活塞杆的缩回状态。例如，A1表示A缸活塞
杆伸出，A0表示A缸活塞杆缩回。 2）行程信号器（行程阀）的表示方法 用带有下标的的小写字母a1,a0,b1,b0等烦别表示由A1，A0，B1，B0等动作触发的相对应的行程信号器（行程阀）及其输出的信号。如a1是A缸活塞杆伸出到终端位置所触发的行程阀及其输出的信号。 3)主控阀的表示方法 主控阀用F表示，其下标为其控制的气缸号。如FA是控制A缸的主控阀。主控阀的输出信号与气缸的动作是一致的，如主控阀FA的输出信号A1有信号，即活塞杆伸出。 气缸与主控阀，行程信号器（行程阀）之间的关系及有关代号见课本146页图11-4所示。 4）行程控制阀的简化表示方法 根据上述的规定，检测装置的程序框图可简化成课本146页图11-5所示的表示方法。 同步练习：授课完毕，学生自行完成上述各填空 学生自我测评：完成课后练习。 小结：初步认识和了解了检测装置回路设计中的行程程序的表示方法和简化方法。
实验三双缸顺序动作回路实验 一、实验目的 1．学会使用换向阀、行程开关等液压元件来控制多个液压缸的顺序动作，加深对所学知识的理解与掌握； 2．培养使用各种液压元件进行系统回路的连接、安装和调试的操作能力； 3．进一步理解采用行程开关控制的顺序动作回路的工作原理及应用 二、实验内容 1.通过亲自装拆，了解液压元件及管路的正确连接与安装的方法。 2.了解顺序动作回路组成和性能。 三、实验基本原理 顺序动作回路的功用是使液压系统中的多个执行元件严格地按规定的顺序动作。按控制方式分为压力控制、行程控制和时间控制三类。 行程控制顺序动作回路，液压原理图见图。工作过程见电磁铁动作表，自动循环。
多缸顺序动作回路的工作原理为： 1．启动油泵，CT1通电，左换向阀处于左位，液压缸A中活塞向右运动，实现动作1； 2．缸A前进，活塞杆触头压下行程开关L2后，CT2通电，右换向阀处于左位，液压缸B中活塞向右运动，实现动作2； 3．缸B前进，活塞杆触头压下行程开关L3后，CT1断电，左换向阀恢复右位，液压缸A中活塞向左运动，实现动作3； 4．缸A退回，活塞杆触头压下行程开关L4后，CT2断电，右换向阀恢复右位，液压缸B中活塞向左运动，实现动作4； 5．缸B退回，活塞杆触头压下行程开关L1后，CT1通电，左换向阀处于左位，液压缸A中活塞向右运动，实现动作1； 6．二位二通电磁换向阀CT3通电，系统缸荷，液压缸停止工作。 采用行程开关控制多缸顺序动作回路的工作原理见图。工作过程见电磁铁动作表。 四、实验方法与步骤 1．实验方法： 本实验采用透明可视的液压元件和快速插装式的管路在液压实验台上完成。电气线路与控制按钮均在实验台，操作安全、控制方便。根据已学的液压回路的
第14 次课教学整体设计
教学过程（教学设计实施步骤及时间分配） 步骤1：复习巩固、检查课后搜集的资料（10分钟） 一、复习汽车动力转向液压系统； 二、复习汽车液压悬架系统。 三、检查预习情况。 步骤2：本节课学习任务、情境设计（5分钟） 本节课主要学习速度控制回路实验，通过学习速度控制回路实验有关方面的知识，了解速度控制回路实验方法和步骤。 步骤3-1：讲授知识（30分钟） 实验二速度控制回路 一、实验目的 1．了解节流调速回路的构成，掌握其回路的特点。 2．通过对节流阀三种调速回路性能的实验，分析它们的速度—负载特性，比较三种节流调速方法的性能。 3．通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验，分析比较它们的调速性能。 二、实验设备 实验台、秒表 三、实验原理 1．通过对节流阀的调整，使系统执行机构的速度发生变化。
1．通过对节流阀的调整，使系统执行机构的速度发生变化。 2．通过改变负载，可观察到负载的变化对执行机构速度的影响。 整个实验系统分为两大部分：实验回路部分和加载回路部分。左边部分为实验回路，油缸19为工作油缸，通过调节节流阀7、8、9及单向调速阀6的开口大小，可分别构成三种节流调速回路。电磁换向阀3用于油缸19换向，溢流阀2起限压和溢流作用；右边部分为加载回路，油缸20为负载油缸（注意：加载时一定要是油缸20无杆腔进油），负载的大小由溢流阀11调节。 四、实验内容与步骤 （一）、实验内容： 1．采用节流阀的进口节流调速回路的调速性能。 2．采用节流阀的出口节流调速回路的调速性能。 （二）、实验步骤 本实验主要需解决的问题是：各种调速回路如何构成，主油缸运动速度的调节，如何加负载及负载大小的调节。 1．进口节流调速回路 1）实验回路的调整 a) 将调速阀6、节流阀9关闭、节流阀7调到某一开度,回油路节流阀8全开。 b) 松开溢流阀2，启动液压泵1，调整溢流阀，使系统压力为4MPa 。 c) 操纵电磁换向阀3，使主油缸19往复运动，同时调节节流阀7的开度，使工作缸活塞杆运动速度适中（使油缸19空载时向右运动全程时间为4S左右）。 d) 检查系统工作是否正常。退回工作缸活塞。 2）加载回路的调整 （1）松开溢流阀11，启动油泵18。 （2）调节溢流阀11使系统压力为0.5MPa。 （3）通过三位四通电磁换向阀17的切换，使加载油缸活塞往复运动3—5次，排除系统中的空气，然后使活塞杆处于退回位置。 3）节流调速实验数据的采集 （1）伸出加载缸活塞杆，顶到工作缸活塞杆头上，通过电磁换向阀3使工作缸19活塞杆推着加载缸20活塞杆一起向右运动。测得工作缸19活塞杆全程运动时间。退回工作缸活塞杆。 （2）通过溢流阀11调节加载缸的工作压力P12-3（每次增加0.5MPa，重复步骤（1），逐次记载工作缸活塞杆全程运动时间，直至工作缸活塞杆推不动所加负载为止。 （3）操纵换向阀3，11使油缸19，20的活塞杆缩回，松开溢流阀2、11，停油泵1、18。 2．节流阀的出口节流调速回路 将节流阀6、9关死，阀7全开，阀8调到某一开度，其余同方法与步骤同实验1 3．调速阀的进油节流调速回路 将节流阀7、9关死，阀8全开，阀6调到某一开度，其余同方法与步骤同实验1 五、注意事项 1、因实验元器件结构和用材的特殊性，在实验的过程中务必注意稳拿轻放防止碰撞；在回路实
7.4 多缸运动控制回路 在液压与气压传动系统中，用一个能源驱动两个或多个缸（或马达）运动，并按各缸之间运动关系要求进行控制，完成预定功能的回路，被称为多缸运动回路。多缸运动回路分为顺序运动回路、同步运动回路和互不干扰回路等。 顺序动作 回路 缸严格地按给定顺序运动的回路，称为顺序运动回路。这种回路在机械制造等行业的液压系统中得到了普遍应用。如组合机床回转工作台的抬起和转位，夹紧机构的定位和夹紧等，都必须按固定的顺序运动。 同步回路 同步运动回路是用于保证系统中的两个或多个执行元件在运动中以相同的位移或速度运动，也可以按一定的速比运动。在同步运动回路中影响同步运动精度的因素很多，如外负载，泄漏，摩擦阻力，元件的变形及液体中含有气体等都会使执行元件运动同步不精确。为此，同步运动回路应尽量克服或减少上述因素的影响。同步运动分为位置同步和速度同步两种。 互不干扰回路 在多缸液压系统中，多数情况下各液压缸运动时的负载压力是不等的。这样，在负载压力小的液压缸运动期间，负载压力大的液压缸就
不能运动。例如，在组合机床液压系统中，当某 液压缸快速运动时，因其负载压力小，其它液压 缸就不能工作进给（因为工进时负载压力大）。 这种现象被称为各缸之间运动的相互干扰。 行程开关和电磁换向阀控制的顺序运动回路 在用行程开关和电磁换向阀控制的顺序运动回路中，左电磁换向阀的电磁铁通电后，左液压缸按箭头①的方向右行。当它右行到预定位置时，挡块压下行程开关2，发出信号使右电磁换向阀的电磁铁通电，则右液压缸按箭头②的方向右行。当它运行到预定位置时，挡块压下行程开关4，发出信号使左电磁换向阀的电磁铁断电，则左液压缸按箭头③的方向左行。当它左行到原位时，挡块压下行程开关1，使右电磁换向阀的电磁铁断电，则右液压缸按箭头④的方向左行，当它左行到原位时，挡块压下行程开关3，发出信号表明工作循环结束。 这种用电信号控制转换的顺序运动回路，使用调整方便，便于更改动
气动控制技术—速度控制回路 教案首页
课题：速度控制回路 课前准备： 1、气动实训一体化装置26台； 2、计算机26套，多媒体投影仪1台，云台摄像头系统1套； 3、常用电工工具、六角扳手各26套。 授课内容： 时间 教学内容和过程备注 2分钟 考勤、填写教学日志，调节课堂气氛，调动学生主动参与课堂， 创造和谐活泼课堂，做好接受新知识的准备工作。让学生把下课的心放到课堂上来，用故事、激励、表扬等方法实现。 5分钟 教师提问：1、我们前面所学的气动控制基本回路有哪几种？ 学生回答：方向控制回路、压力控制回路 教师提问：2、常见控制阀的图形符号有哪些？ 学生上黑板画或由教师画出符号，学生回答符号代表的意思和所 起的作用复习前面所学的控制回路，巩固所学的知识。 复习几种常见控制阀符号和作用，为新课做铺垫。 6分钟 让学生观看自动化生产线工件加工过程的视频，总结出工作台的动作过程。假如你们是工程技术人员，现在要你设计一台气动传动的机床，要求这台机床工作时自动刀架先带刀具快速接近工件，后以慢速工进，对工件进行加工，加工完快速退回原处。那么你启发学生，引导学生思考，让学生各抒己见，不一定要用课本的知识，只要有自己的见解或是创造性思维的就给予表扬，然后引入本课内容举例、演示、情境教学，让学生有主人翁的感觉。设疑，引起学生的兴趣。 一、组织教学 二、复习回顾 三、任务引入
们如何设计才能满足这种要求呢？ 12分 钟 一、快进回路 二、工进回路 三、快退回路用逐步演示动画的方式让学生清清楚楚地看到速度控制回路的工作过程，对其原理及工作过程进行详细的分析。答疑，前面在导入新课时所设的问题这里给了明确的答复。 四、任务分析
实验四节流调速回路性能实验 一、实验目的 1、通过实验熟练掌握液压系统中广泛采用的速度控制回路：节流调速回路的组成； 2、通过实验得出节流阀三种调速方式的调速回路特性曲线，深入理解节流阀三种调速方式的调速性能，分析与比较它们的调速特性； 3、通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验，分析与比较它们的调速性能。 二、实验内容 1、采用节流阀的进油节流调速系统 2、采用节流阀的回油节流调速系统 3、采用节流阀的旁路节流调速系统 4、采用调速阀的进油节流调速系统 三、实验设备 QCS003B型液压实验台 1台 QCS014型可拆装式液压教学实验台 1台 四、实验步骤 （一）节流阀的进油节流调速回路 1、实验装置调整： （1）加载系统调整： 关闭节流阀10，启动液压泵8，调节溢流阀9，使系统压力小于，通过三位四通电磁阀12的切换，使加载缸往复运动3～5次，排出系统内的空气，然后使之处于退回位置。 （2）调速回路调整： 将调速阀4、旁路节流阀7、回油节流阀6全闭，将进油节流阀5全开，启动液压泵1，调节溢流阀2，使系统压力低于，使电磁换向阀3的P、A口接通，慢慢调节节流阀5的开度，使工作缸的运动速度适中，反复切换电磁阀3，使工作缸活塞往复运动，检查系统是否正常工作。
（二）节流阀的回油节流调速回路 1、实验装置调整： （1）加载系统调整同上； （2）调速回路调整： 在电磁换向阀处于中位情况下，将调速阀、节流阀7全关，进油节流阀5全开，使电磁换向阀3的P、A口接通，调节回油节流阀6的开度A，使工作缸的运动速度适中，其余做法同上。 2、3、4各步同上。 （三）节流阀的旁路节流调速回路 1、实验装置调整： （1）加载系统调整同上； （2）调速回路调整： 在电磁换向阀处于中位情况下，将调速阀全关，进油节流阀5、回油节流阀6全开，使电磁换向阀3的P、A口接通，调节旁路节流阀7的开度A，使工作缸的运动速度适中，其余做法同上。 2、3、4各步同上。 （四）调速阀的进油节流调速回路 1、实验装置调整： （1）加载系统调整，同上； （2）调速回路调整： 在电磁换向阀处于中位情况下，将回油节流阀6全开，进油节流阀5、旁路节流阀7全关，使电磁换向阀3的P、A口接通，调节调速阀4的开度A，使工作缸的运动速度适中，其余做法同上。 2、3、4各步同上。 六、实验数据记录与处理 1、节流阀的进油节流调速回路 ⑴实验条件： 油温 t = ℃；液压缸无杆腔有效面积A2=； 有杆腔有效面积A2 =.
一、单回路控制系统 1. 画出图示系统的方框图： 2. 一个简单控制系统总的开环增益（放大系数）应是正值还是负值？仪表行业定义的控制器增益与控制系统中定义的控制器的增益在符号上有什么关系？为什么？ 3. 试确定习题1中控制器的正反作用。若加热变成冷却，且控制阀由气开变为气关，控制器的正反作用是否需要 4. 什么是对象的控制通道和扰动通道？若它们可用一阶加时滞环节来近似，试述K P 、K f 、τp 、τf 对控制系统质量的影响。 5. 已知广义对象的传递函数为1) S (T e K P S τP P +-，若P P T τ的比值一定时，T P 大小对控制质量有什么影响？为什么？ 6. 一个简单控制系统的变送器量程变化后，对控制质量有什么影响？举例说明。 7. 试述控制阀流量特性的选择原则，并举例加以说明。 8. 对图示控制系统采用线性控制阀。当负荷G 增加后，系统的响应趋于 非周期函数，而G 减少时，系统响应震 9. 一个简单控制系统中，控制阀口 径变化后，对系统质量有何影响？ 10. 已知蒸汽加热器如图所示，该系 统热量平衡式为：G 1C 1(θ0-θi )=G 2λ(λ 为蒸汽的冷凝潜热)。 （1）主要扰动为θi 时，选择控制阀的流量特性。 （2）主要扰动为G 1时，量特性。 （3特性。 11.
作用后，对系统质量有什么影响？为了保持同样的衰减比，比例度δ要增加，为什么？ 12. 试写出正微分和反微分单元的传递函数和微分方程；画出它们的阶跃响应，并简述它们的应用场合。 13. 什么叫积分饱和？产生积分饱和的条件是什么？ 14. 采用响应曲线法整定控制器参数，选用单比例控制时，δ=K P τP /T P ×100%,即δ∝K P ，δ∝τP /T P ,为什么？而选择比例积分控制时，δ=1.44K P τP /T P ×100%，即比例度增加，为什么？ 15. 采用临界比例度法整定控制器参数，在单比例控制时，δ=2δK (临界比例度)，为什么？ 16. 在一个简单控制系统中，若对象的传递函数为 ) 1T )(1S 1)(T S (T K W P V P +-+S ，进行控制器参数整定时，应注意什么？ 17. 已知广义对象的传递函数为1) S (T e K P S τP P +-，采用比例控制，当系统达到稳定边缘时，K C =K CK ，临界周期为T K 。问： (1)T K /τP 在什么数值范围内(即上、下界)，τP /T P 增加时，这一比值是上升还是下降？ (2)K CK 在什么数值范围内(即上、下界)，τP /T P 增加时，K CK 是上升还是下降？ 18. 一个过程控制系统的对象有较大的容量滞后，而另一系统由于测量点位置造成纯滞后。若对两个系统均采用微分控制，试问效果如何？ 19. 某一温度控制系统，采用4:1衰减曲线法进行整定，测得系统的衰减比例度 δs=25%，衰减振荡周期Ts=10min ，当控制器采用P 和PI 控制作用时，试求其整定参数值。 20. 有一个过程控制系统(采用DDZ-Ⅲ型仪表)，当广义对象的输入电流（即控制器的输出电流）为14mA 时，其被控温度的测量值为70℃。当输入电流突然从14mA 增至15mA ，并待被控温度达到稳定时，其测量值为74℃。设测温仪表的量程为50-100℃。同时由实验测得广义对象的时间常数T P =3min ，滞后时间τP =1.2min ，试求衰减比为4:1时PI 控制器的整定参数值。 21. 某一个过程控制系统，利用临界比例度法进行控制器的参数整定。当比例度为12%时，系统出现等幅振荡，其临界振荡周期为180s ，试求采用PID 控制器时的整定参数值。 22. 已知控制系统方块图如下： 求：(1)X 作单位跃阶变化时，随动控制系统的余差。
第10 次课教学整体设计
教学过程（教学设计实施步骤及时间分配） 步骤1：复习巩固、检查课后搜集的资料（10分钟） 一、复习压力控制回路概念及功能 二、复习压力控制回路的分类。 三、检查预习情况。 步骤2：本节课学习任务、情境设计（5分钟） 本节课主要学习速度控制回路，通过学习速度控制回路有关方面的知识，了解速度控制回路原理，控制方法。 步骤3-1：讲授知识（30分钟） 3.3 速度控制回路 速度控制回路的功用是用来控制执行元件的运动速度。它包括调速回路和速度变换回路。 一、调速回路 调速回路的功用是调节执行元件的运动速度。 液压缸的速度：υ＝q / A 液压马达的转度：n＝q / VM 执行元件的速度公式可知，改变输入液压执行元件的流量 q、或液压执行元件的尺寸（液压缸的面积A或液压马达的排量VM），都可以调节液压执行元件的速度。 对液压缸来讲，在工作中改变面积比较困难，因此只能通过改变输入流量来调节速度；对于液压马达，既可以通过改变输入流量又可以通过改变其排量来实现调速。 按此方式调速回路可分为节流调速、容积调速和容积节流调速三类。 1.节流调速回路节流调速回路是利用流量阀控制流入或流出液压执行元件的流量来实现对执行元件速度的调节。根据流量阀在回路中的位置不同，节流调速回路可分为进口节流调速、出口节流 调速和旁 路节流调 速三种基 本回路。如 图3-1所 示。 图3-1 三种节流调速回路 a) 进口节流调速 b) 出口节流调速 c) 旁路节流调速
⑴进口节流调速回路如图3-1a所示。该回路是把流量阀安装在液压缸进口油路上，调节流量阀阀口的大小，便可以控制进入液压缸的流量，节流调速回路如图3-1b所示。该回路是把流量阀安装在液压缸出口从而达到调速的目的，来自定量泵多余的流量经溢流阀返回油箱，泵始终是在溢流阀的设定压力下工作。 ⑵出口油路上，调节流量阀阀口的大小，便可以控制流出液压缸的流量，也就是控制了进入液压缸的流量，从而达到调速的目的。来自泵的供油流量中，除了液压缸所需流量外，多余的流量经过溢流阀返回油箱。所以，出口节流调速和进口节流调速回路一样，泵始终是在溢流阀的设定压力下工作。出口节流调速回路是调节从执行元件流出的流量，所以不仅适合于正值负载而且也适合于负值负载，同时还能用于微速控制的场合。但是回路效率低。执行元件进口侧压力为溢流阀的设定压力。执行元件出口压力（背压）随负载的变化而变化，如果负载很小或为负值负载时，执行元件出口压力有时比泵的输出压力还要高应给予重视。 ⑶旁路节流调速回路如图3-1c所示。该回路是把流量阀安装在与执行元件并联的支路上，用流量阀调节流回油箱的流量，从而调节进入液压缸的流量，达到节流调速的目的。回路中的溢流阀作为安全阀使用，起过载保护作用。正常工作时溢流阀关闭，泵输出油压随负载变化，回路效率高。一般泵输出油压低于溢流阀的设定压力，而且流量控制阀也可选用较小容量的阀。但是泵的供油流量发生变化时，执行元件的速度受影响。由于无背压，不宜用在负值负载的场合，旁路节流调速回路可用于负载变化较小而且速度较高的场合。 上述三种节流调速回路，均可用节流阀代替调速阀组成进口、出口和旁路节流调速回路。在用节流阀组成的调速回路中，当负载变化时，速度的稳定性会受到影响，故速度负载特性较差，一般用于负载变化不大的液压系统中。所谓的速度负载特性就是指速度随负载的变化关系，将这种变化关系用线图来表示，就称为速度负载特性曲线。由于节流阀与调速阀相比，在结构组成上少了减压阀，因而功率损失比调速阀要低。三种节流调速回路的速度负载特性如图3-2和3-3所示。
一、 界区的天然气控制： 143－ 174－D 控制原理： 压力变送器PT1041输入一个信号作为控制器PIC1041的测量值PV ，PIC1041给定一个SV 值，当PV 值＜SV 值，PIC1041输出一个信号给PY1041，经PY1041转换后去控制阀门PV1041的动作，要求PV1041打开，直至PV 值＝SV 值，反之亦然。 设置目的： 稳定进入界区的天然气压力，防止系统出现压力波动。 二、108 －DA 的返H 控制： 103－101BCF 控制原理： 从103－J 一段出口抽出的合成气经FV1022，在101－BCF 预热后为108－DA 加氢脱硫提供所需的H2气，流量变送器FT1022输入一个信号作为流量控制器 FIC －1022的测量值，FIC1022给定一个SV 值，当FIC1022的PV 值＜SV 值，FIC1022输出一个信号给FY1022A ，经FY1022A 转换后去控制FV1022的动作，要求FV1022打开，直至FIC1022的PV 值＝SV 值，反之关闭FV1022阀。 设置目的： 提供稳定的合成气，去除天然气中的有机硫，保证后系统催化剂的安全运行，以免形成硫中毒。 三、 102－J 的防喘振控制 －D 102－101BCF 控制原理： 流量变送器FT1015输入一个信号作为流量控制器FIC1015的测量值PV ，FIC1015给定一个SV 值，当PV 值＜SV 值，FIC1015输出一个信号给FY1015，经FY1015转换后去控制FV1015的动作，要求FV1015打开，
直至FIC1015的PV 值＝SV 值，反之关闭FV1015。 设置目的： 防止压缩机喘振。 四、108－DA 的入口温度控制： 102－ 101BCF 108－ 控制原理： 温度变送器TT1305输入一个信号作为温度控制器TIC1305的测量值PV ，TIC1305给定一个SV 值，当PV 值＜SV 值，因TIC1305为反作用控制器，TIC1305输出一个信号给TY1305，经TY1305转换后去控制TV1305的动作，要求TV1305关闭，直至TIC1305的PV 值＝SV 值，反之打开TV1305。 设置目的： 控制108－DA 的入口温度，保护108－DA 的催化剂，及保证108－DA 催化剂床层反应最好。
节流调速性能实验 一、实验目的： 1、分析比较采用节流阀的进油节流调速回路中，节流阀具有不同流通面积时的速度负载特性； 2、分析比较采用节流阀的进、回、旁三种调速回路的速度负载特性； 3、分析比较节流阀、调速阀的速度性能。 4、通过亲自装拆，了解节流调速回路的组成及性能，绘制速度—负载特性曲线，并进行比较。 5、通过该回路实验，加深理解Q=Ca△Pm关系，式中△p、m分别由什决定，如何保证Q=const。 二、实验要求 实验前预习实验指导书和液压与气动技术课程教材的相关内容；实验中仔细观察、全面了解实验系统；实验中对液压泵的性能参数进行测试，记录测试数据；深入理解液压泵性能参数的物理意义；实验后写出实验报告，分析数据并绘制液压泵性能特性曲线图。 三、实验内容： 1、分别测试采用节流阀的进、回、旁油路节流调速回路的速度负载特性； 2、测试采用调速阀的进油路节流调速回路的速度负载特性。 四、实验步骤： 1、按照实验回路的要求，取出所要用的液压元件，检查型号是否正 确； 2、检查完毕，性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。通 过快换接头和液压软管按回路要求连接； 3、根据计算机显示器界 面中的电磁铁动作表输入框选择要求用鼠标“点接”电器控制的逻辑 连接，通为“ON”，短为“OFF”。 4、安装完毕，定出两只行程开关之间距离，拧松溢流阀（Ⅰ）（Ⅱ）， 启动YBX-B25N,YB-A25C泵，调节溢流阀（Ⅰ）压力为3Mpa, 溢流阀
（Ⅱ）压力为 0。5Mpa,调节单向调速阀或单向节流阀开口。 5、按电磁铁动作表输入框的选定、按动“启动”按钮，即可实现动作。在运行中读出显示器界面图表中的显示单向调速阀或单向节流阀进出口和负载缸进口压力，和油缸的运行显示时间。 6、根据回路记录表调节溢流阀压力（即调节负载压力），记录相应时间和压力，填入表中，绘制V——F曲线。 五、实验原理图： 八、心得体会：通过此次的液压节流调速实验，在老师亲自操作和示范下，老师把有关的数据让我们自己记录了下来，让我们自己回去自己总结好，然后绘画出节流调速性能的有关线性作用。在老师的分析和讲解下，让我在已拥有的理论知识的前提下再进一步加强了本身的对液压节流调速的认识和了解它的作用。对我们以后遇到液压节流调速有了很大的帮助，感谢老师的认真耐心的讲解和指导。