《电液伺服控制》总复习
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电液伺服控制系统培训试题
电液伺服系统培训试题一、填空（每空4分，共80分）1. 伺服阀种类很多，目前应用最多的是。
2. 伺服阀调试的主要依据是。
3. 喷嘴挡板伺服阀的优点是，缺点是；偏转射流阀的优点是，缺点是。
4. 民航系统中普遍使用伺服阀，为了增加液压系统安全性和可靠性，液压系统普遍使用。
5. 伺服阀的主要组成部分包括：、。
6. 分解伺服阀A68793时，在拆下衔铁组件时，必须先拆下，否则会损伤。
7. 伺服阀调试过程的主要性能参数有：、、。
8. 造成伺服阀内漏偏大的主要原因是：。
9. 伺服作动器的主要功能有：使电液伺服作动系统实现信号及功能的转换，，提供电液伺服系统的反馈信息，从结构上实现，以及按飞行员的意图控制电液伺服系统的接入和断开。
10. 测试合格后，需要按要求对螺钉进行.二.简答（20分）1.简述偏转射流伺服阀工作原理答案：1.喷嘴挡板阀和偏转射流阀。
2.CMM手册3..动态特性好，灵敏度高；容易堵塞，零位内漏大。
抗污染能力强，可靠性好；高压时容易震动，灵敏度低。
4. 偏转射流；多余度电液伺服系统。
5.力矩马达；液压放大器；反馈机构。
6.放大器组件；力反馈杆。
7. 零偏；流量特性曲线；内漏。
8.阀套密封损坏和阀芯阀套磨损。
9.电-液-机；动力控制和功率输出；故障监控和故障隔离；10. 点胶、打保险。
简答：力矩马达线圈在通入电流后产生扭矩，使衔铁偏转一个角度，同时带动射流口偏转，在阀芯两端产生压力差，推动阀芯移动，同时反馈杆会产生一个反馈力与电磁力平衡。
通过电流的大小和方向而变化，从而控制通向液压执行元件的流量和压力。
伺服控制技术复习题答案
伺服控制技术复习题答案一、选择题1. 伺服控制系统的主要功能是什么？A. 精确控制B. 稳定输出C. 节能降耗D. 以上都是2. 伺服电机的控制方式通常分为哪两种？A. 开环控制和闭环控制B. 手动控制和自动控制C. 线性控制和非线性控制D. 模拟控制和数字控制3. 下列哪个不是伺服驱动器的主要组成部分？A. 功率放大器B. 编码器C. 传感器D. 电机4. 伺服控制系统的PID调节参数中，P代表什么？A. 比例B. 积分C. 微分D. 比例积分微分5. 伺服电机的转速与什么参数成正比？A. 电压B. 电流C. 频率D. 负载二、填空题6. 伺服控制系统的闭环控制也称为________控制。
7. 伺服电机的转矩与________成正比。
8. 伺服控制系统的动态性能指标包括响应速度、________和稳定性。
9. 伺服电机的编码器通常安装在________上。
10. 伺服控制系统的PID调节中，I参数的增加可以增强系统的________。
三、简答题11. 简述伺服控制系统的基本组成。
12. 伺服控制系统与普通电机控制系统相比有哪些优势？13. 伺服电机的工作原理是什么？14. 伺服控制系统在工业自动化中的应用有哪些？15. 描述PID调节在伺服控制系统中的作用。
四、计算题16. 假设一个伺服电机的额定转速为3000转/分钟，额定电压为220V，额定电流为2A。
如果电机的实际工作电压为200V，实际电流为1.5A，请计算其实际转速。
五、论述题17. 论述伺服控制系统在现代制造业中的重要性及其发展趋势。
六、案例分析题18. 某工厂的自动化生产线需要精确控制工件的加工位置，分析伺服控制系统在此场景下的应用，并提出可能的解决方案。
七、实验题19. 设计一个简单的伺服控制系统实验，以验证PID参数对系统性能的影响。
八、思考题20. 思考伺服控制系统在未来可能面临的挑战和机遇。
【结束语】通过上述题目的复习，我们可以对伺服控制技术有一个全面而深入的了解。
2016-3《机电液控制系统》液压伺服控制专题 重点习题解答提要
设计计算综合应用补充：（典型） 液压仿形刀架的计算与分析举例：
液压仿形刀架是一种机液伺服系统，如图所示。已知：伺服阀的面积梯度为 9.4 cm，流量系 数为 0.6，油液密度 ρ = 860kg / m ，供油压力为 2.5M Pa , 油液弹性模量 K = 7 × 10 N / m ， 仿形刀架受恒定切削力F=4600N， 仿形速度为0.002m/s， 杠杆比 i = 0.5，工作部件质量M=30kg，液压缸工作面积为： 38.5 cm ，液压缸最大行程 为11cm，设阻尼比为 0.3，流量系数为 0.6，刚性系数 K F = 31.8 × 10 N / cm ，分析仿 形刀架的性能，要求写出传递函数表达式，计算稳定裕量和静态误差。
所以最大开口量 x0 m = 67 ⋅ ω = 67 ⋅ π ⋅ d
xom = 0.32mm
习题 2-20（王春行版 54 页） 解答提要及答案：代入公式并移项，得：
DN =
16 qc 2Cdf ⋅ π ⋅ ps ρ
= 0.438mm
所以： X f 0 = 0.438 /16 = 0.0273mm 双喷嘴挡板阀在零位时通过固定节流口和喷嘴处流出的流量相等， 当控制压力等于供油压力 的一半 p1 =
ps ρ
K q0 = Cdf π DN
ps
ρ
= 0.1968 m 2 / s
参考：比例教材，习题 2-5（仅数据不同） 41 页: 无因次公式推导补充举例：已知：理想零开口四边滑阀的压力—流量方程，根据：电液比例 与伺服控制 （教科书）2-36
qL = Cd Wxv
1
ρ
( ps −
xv pL ) xv
习题 2-19（王春行版 54 页） 解答提要及答案：零开口四边滑阀的流量增益：
工程机械电液控制技术复习要点
□热继电器
□速度继电器
□压力继电器
□温度继电器
□液位继电器
23. 检测器件的检测原理（重点掌握，会画框图） 控制系统的检测器件是指各种不同类型的传感器。传感器是能将被检测信号变换为
便于检测信号的装置。
6
24. 传感器的分类（了解） 按被测量分类； 按测量原理分类； 按信号变换特征分类：□结构型 □物理型 按能量关系分类：□能量转换型 □能量控制型（是否需要外界能量） 按输出量分类； 按测量方式分类。
12. 计算机控制系统的特点 □控制规律的实现灵活、方便 □控制精度高 □控制效率高 □可集中操作显示 □可实现分级控制与整体优化 □存在着采样延迟
13. 计算机控制系统的分类（掌握，给英文说中文）（了解其各自特点） □操作指导控制系统（Operation Guide Control, OGC） □直接数字控制系统（Direct Digital Control, DDC） □监督计算机控制系统（Supervisory Computer Control, SCC） □分布式控制系统（Distributed Control System, DCS） □现场总线控制系统（Fieldbus Control System, FCS）
调节区和死区之间设置了一道脉冲区，脉冲信号根据偏差的大小成正比例的变化，经过 处理以后可以来驱动调平油缸。
4. PWM 液压阀驱动电路（知道）
5. 找平基准有几种（知道） 固定基准，即悬线法 接触跨越式浮动平衡梁基准 非接触式电子平衡梁基准（超声波式和激光式） 滑靴
12
6. 物料称量系统是影响混凝土质量和混凝土生产成本的关键部件，其主要分为： ◇骨料称量 ◇粉料称量 ◇液体称量
3. 简要说明自动控制系统最基本的形式 自动控制系统有两种最基本的形式有： ◇开环控制：在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即
电液控制复习总结
控制按钮：500V，5A，4个静触点，1个动触点。
万能转换开关：2个静触点，2个动触点。
微动式行程开关：直动式行程开关：滚动旋转式行程开关：接触器：三对主触点加数对辅助触点，交流50HZ额定电压有36V，127V，220V,380V；直流有24V，36V，48V，110V，220V主触点的额度电流常分为5A，10Ａ，20A，40A，60A，100A,150A，250A，400A，600A.继电器：电磁式继电器，热继电器，时间继电器（空气阻尼式），压力继电器。
电磁继电器。
电动式执行器有哪几种典型的控制电路？在电路中对电机采用了哪些保护措施？答：1）全电压直接启动控制开关（开关，接触器）2）降压启动控制电路，最常用星-三角形启动。
3）电动机正反转控制电路接触器直接启动：短路保护，过载保护，欠压和失压保护星-三角形启动：短路保护，过载保护，欠压和失压保护正反转控制电路：短路保护，过载保护，欠压和失压保护正反转电路怎样实现自锁，互锁？电动机的正反转由接触器KM1 KM2控制，由控制电路可知，接触器KM1或KM2线圈通电是以KM2或KM1断电为前提，这种制约控制称为互锁。
按下SB1，KM1得电并自锁，电动机正转，按下SB3时电动机停转，再按下SB2时，KM2得电自锁，电动机反转。
第三章自动变速器的优点是车辆换挡过程自动化，各档变速均不需驾驶员操作变速手柄，变速器使用中可使发动机燃料消耗较少，换挡柔和、平稳，减小而整个传动系统零件的动载荷。
全自动变速器加装液力减速器所增加的费用也较低。
自动变速器的缺点比机械变速器和半自动变速器的价格昂贵，当应用于功率超过186.5KW 的重型车辆时差别更大。
维修复杂，维修费用也大。
自动换挡系统优越性1、操作简单、省力2、行车安全，作业生产率高3、乘坐舒适性好4、机件的使用寿命长5、改善了车辆的动力性能6、改善车辆的通过性7、空气污染减轻1.自动换挡系统组成及对其有哪些要求？基本组成：（1）供油系统由滤油器、油泵、变矩器、减压阀、背压阀、定压阀、锁止阀、顺序阀、冷却器等组成。
电液伺服控制系统
组成电液比例控制系统的基本元件： 1）指令元件 2 比较元件 3 电控器 4 比例阀 5 液压执行器 6 检测反馈元件
第6章 电液伺服控制系统
4
6.1 概述
6.1.2 电 液 比 例 控 制 系 统 的 特 点 及 组成
第6章 电液伺服控制系统
5
6.1 概述
电液比例控制的主要优点是： 1）操作方便，容易实现遥控 2 自动化程度高，容易实现编程控制 3 工作平稳，控制精度较高 4 结构简单，使用元件较少，对污染不敏感 5 系统的节能效果好。
6.功率放大级
功率放大级式比例控制放大器的 核心单元。由信号放大和功率驱动电路 组成。
根据功率放大级工作原理不同，分 为：模拟式和开关式。
第6章 电液伺服控制系统
29
6.3 电液比例电控技术
（1）模拟式功率放大级
第6章 ห้องสมุดไป่ตู้液伺服控制系统
30
6.3 电液比例电控技术
（2）开关式功率放大级
第6章 电液伺服控制系统
比例放大器根据受控对象、功率级工作原理不同，分为： 1 单路和双路比例控制放大器 2 单通道、双通道和多通道比例控制放大器 3 电反馈和不带电反馈比例控制放大器 4 模拟式和开关式比例控制放大器 5 单向和双向比例控制放大器 6 恒压式和恒流式比例控制放大器
第6章 电液伺服控制系统
16
6.3 电液比例电控技术
第6章 电液伺服控制系统
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6.3 电液比例电控技术
第6章 电液伺服控制系统
19
6.3 电液比例电控技术
2.输入接口单元 （1）模拟量输入接口
2 数字量输入接口 3 遥控接口
第6章 电液伺服控制系统
20
机电液各章重点总结
第1、2章重点内容填空：1. 液压伺服控制系统是以作驱动装置所组成的反馈控制系统。
(液压动力元件)2. 按液压动力元件的控制方式，液压伺服系统可分为和两类。
（节流式控制、容积式控制）3.阀控系统的优点是、控制精度高、结构简单；缺点是。
（响应速度快，效率低）4. 泵控伺服系统的优点是，缺点是、结构复杂。
（效率高、响应速度慢）5. 液压伺服系统、、控制精度高、响应速度快。
（体积小、重量轻）6. 液压执行元件有和两种，增加了它的适应性。
（直线位移式和旋转式）7. 滑阀按预开口型式划分，可分为、和三种。
（正开口、零开口和负开口）8．滑阀是靠工作的，借助于阀芯与阀套间的相对运动改变节流口面积的大小，对流体流量或压力进行控制。
（节流原理）9. 四通阀有两个控制口，可用来控制或。
三通阀只有一个控制口，故只能用来控制。
（双作用液压缸，液压马达，差动液压缸）10. 滑阀的静态特性即压力-流量特性，是指稳态情况下，阀的、和三者之间的关系。
(负载流量，负载压力，阀芯位移)11．液动力分为稳态液动力和瞬态液动力。
稳态液动力与成正比，瞬态液动力与成正比。
（滑阀的开口量，滑阀开口量的变化率）12．在时，整个液压伺服系统的效率最高，同时阀的输出功率也最大。
（P L=2/3P s）13．全周开口的滑阀不产生流量饱和的条件是。
（W/x vm〉67）简答题：1.试述电液伺服系统的优点。
2.试指出三个阀系数的定义及其物理意义。
3.对系统稳定性分析时，应如何选定阀的系数？为什么？4.试写出滑阀压力-流量方程的线性化表达式，并指出式中符号的物理意义。
习题：1，3，4第3章重点内容填空1．液压动力元件由和组成。
（液压放大元件和液压执行元件）2．液压放大元件可以是，也可以是。
（液压控制阀，伺服变量泵）3．液压执行元件是或。
（液压缸，液压马达）4．四种基本形式的液压动力元件为：，，，。
（阀控液压缸，阀控液压马达，泵空液压缸，泵控液压马达）5．阀控液压缸系统中，A p P L代表的物理量为：。
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。
4、有一阀控液压马达系统，已知：液压马达的排量Dm=6×106-m3/rad，马达容积效率为95%，额定流量为qn =6.66×104-m3/s，额定压力为pn=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Jt=0.2Kg.m2，阀的流量增益Kq=4m2/s，流量―压力系数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。
液压伺服和比例控制系统历年试题
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五、已知阀控缸动力机构如图，假定：活塞处于中位，忽略缸体质量，液压缸内外泄漏和粘性摩擦影响。
写出该动力机构的基本方程。
（6分）
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伺服控制复习题
伺服控制复习题伺服控制复习题伺服控制是一种广泛应用于工业自动化领域的控制技术，它能够实现对电机或执行器的精确控制。
在伺服控制系统中，传感器用于反馈执行器的状态，通过与期望状态进行比较，控制器能够调整输出信号，使执行器按照预定的轨迹或速度运动。
本文将对伺服控制的一些重要概念和常见问题进行复习。
一、PID控制器PID控制器是伺服控制系统中最常用的控制器之一，它通过比较实际输出与期望输出的差异，计算出一个修正量，从而调整输出信号。
PID控制器的输出信号由比例项、积分项和微分项组成，分别对应于系统的比例、积分和微分控制。
在实际应用中，如何选择PID控制器的参数是一个重要的问题。
一种常见的方法是通过试错法进行调整，即逐步改变参数，观察系统响应的变化，直到达到满意的控制效果。
此外，还有一些自动调整算法，如Ziegler-Nichols方法和模糊PID控制等，可以帮助我们更快地找到合适的参数。
二、位置控制和速度控制伺服控制系统可以实现位置控制和速度控制两种模式。
在位置控制模式下，控制器会根据期望位置和实际位置之间的差异，调整输出信号，使执行器按照期望位置运动。
而在速度控制模式下，控制器会根据期望速度和实际速度之间的差异，调整输出信号，使执行器按照期望速度运动。
在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的控制模式。
例如，在需要精确定位的场景中，位置控制模式更为合适；而在需要快速响应和平滑运动的场景中，速度控制模式更为适用。
此外，还有一些高级控制算法，如位置-速度双闭环控制和模糊控制等，可以进一步提高系统的性能。
三、反馈传感器在伺服控制系统中，反馈传感器起着至关重要的作用。
它能够实时获取执行器的状态信息，并将其反馈给控制器。
常见的反馈传感器包括编码器、光电开关和位移传感器等。
编码器是一种常用的位置反馈传感器，它能够将执行器的位置信息转换成电信号，并输出给控制器。
光电开关则可以检测执行器的运动状态，如是否到达目标位置或触发了某个事件。
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1
qs = Cd A2
ρ
( ps − pL ) + Cd A1
1
ρ
( ps + pL )
滑阀的静态特性曲线 阀的流量特性： 负载压降等于常数时， 负载流量与阀芯位移 之间的关系。 负载压降pL＝0时的 流量特性称为空载流 量特性。
阀的压力-流量特性： 指阀芯位移一定时，负 载流量与负载压降之间 的关系。 压力—流量特性曲线族 (见图2—8)则全面描述 了阀的稳态特性。
流量增益 = C dW C d Wx ( PS − 2 PL ) / ρ ( PS − 2 P L ) / ρ PS − 2 P L
QL
偏置压力 PS
K
q
压力流量系数 K
C
=
v
A
A/ 2
压力增益 P − 2 PL KP = S xv
二、正开口三通阀的压力-流量特性 PS 压力关系 O ∆ P1 = ( PS xv
2.2 滑阀静态持性的一般分析
一、滑阀压力—流量方程的一般表达式
负载流量为：
qL = g 2
qL = Cd A2 1
ps − p L ps + p L − g1 2 2
1 ( ps + p L )
ρ
( ps − pL ) − Cd A1
ρ
供油流量为：
qs = g 2 ps − p L ps + pL + g1 2 2
c
pc
ps （b）两凸肩三通滑阀
2.2 滑阀静态持性的一般分析
滑阀的静态待性即压力—流量特性， 流量特性，是指稳态情况 下，阀的负载流量 qL 、负载压力 p L 和滑阀位移 x v 三 者之间的关系。 者之间的关系。 它表示滑阀的工作能力和性能， 它表示滑阀的工作能力和性能，对液压伺服系统的 静、动态特性计算具有重要意义。 动态特性计算具有重要意义。阀的静态特性可用 方程、 方程、曲线或特性参数(阀的系数)表示。 表示。静态特性曲 线和阀的系数可从实际的阀测出， 线和阀的系数可从实际的阀测出，对许多结构的阀也 可以用解析法推导出压力—流量方程。 流量方程。
•
液压伺服系统的静特性
(接上页) • （2）静误差 • 液压伺服系统的静误差是指系统在稳定状态 下，控制元件的输入量和执行元件的输出量二 者之间的差值。这一误差的产生是由于需要保 持一定的随动速度以及与外负载的变化相平衡。 因此，液压伺服系统的静误差一般由两部分组 成，一部分是由随动速度引起怕，另一部分是 由加在系统上的外力变化引起的。
二、零开口四边阀的阀系数
流量增益 ∂Q L Kq = = C dW ∂xv ( PS − PL ) / ρ
三、零开口四边阀的特性曲线
流量 Q L
压力流量系数 KC = − C Wx v ( PS − PL ) / ρ ∂Q L = d ∂ PL 2 ( PS − PL )
当 PL = PS 时
压力增益 KP = ∂ PL 2 ( PS − PL ) = ∂xv xv
一、正开口四边阀的压力-流量特性方程
负载流量 QL为 Q1 − Q4 或为 Q3 − Q2
阀口 1、 3开口增大为 U + xv 阀口 2、 4 开口减小为 U − xv
实际上 Q1 = Q3且Q2 = Q4
2.4 正开口四通滑阀的静特性
一、正开口四边阀的压力-流量特性方程
可分解 成2个流 量的叠加
液压伺服系统的动态特性
• 建立方程:
• • • • • 例如： 例如： （1）受力平衡方程 （2）流量平衡方程 （3）压力平衡方程 （3）能量平衡方程
• 写传递函数： 写传递函数：
• 例如： 例如：
• dx/dt
s x(s)
第2章 液压放大元件
本章摘要
• 圆柱滑阀结构型式、 圆柱滑阀结构型式、工作原理、 工作原理、 静态特性 • 喷嘴挡板阀结构型式、 喷嘴挡板阀结构型式、工作原理、 工作原理、 静态特性 • 射流管阀结构型式、 射流管阀结构型式、工作原理、 工作原理、 静态特性
流量关系 Q L = Q1 − Q 2 = Q 3 − Q 4 各阀口节流面积 A1 = A0 (固定节流孔面积 ) A2 = π d n ( x0 − x ), d n为喷孔直径 A3 = A0 (固定节流孔面积 ) A4 = π d n ( x0 + x )
Q1
Q2
Q4
Q3
阀口流量方程 Q1 = C d 0 A0 2 ( PS − P1 ) / ρ 2 ( PS − P2 ) / ρ
零开口 零重叠
正开口 负重叠
负开口 正重叠
一、滑阀预开口形式
全周开口
dv xv
开方孔
W = πd v
W = L×n
展开图
滑阀凸肩、 滑阀凸肩、通道数、 通道数、工作边数 T P ps
例如： 两凸肩三通滑阀 两个凸肩里侧的两个棱 边是工作棱边，只有一个通 向液压执行元件的控制口c， 所以称三通阀。如果阀芯向 右微动，P口的油液经过右凸 肩棱边的节流作用后通向 C 口，如果阀芯向左移动，则 C 口的油液经左凸肩棱边节 流后由T口流出滑阀。由于只 有一个控制口 C ， 通向液压 缸的无杆腔，液压缸的有杆 腔是不可控的。为使液压缸 能双向运动，必须采取其它 办法让液压缸活塞回程，图 示结构
正开口三通阀 K q0 = 2C dW KC0 = K P0 = PS / ρ
2 C d WU PS / ρ PS PS U
远大于
2倍
2.6
喷嘴挡板阀
主要优点：结构简单，易于加工，运动部件质量小，对污染不 太敏感。 一、单喷嘴挡板阀静态特性 结构原理：
二、 双喷嘴-挡板阀
一、双喷嘴-挡板阀的压力-流量特性
课程总复习 课程总复习
“电液伺服控制及机电液控制系统” 课程总复习资料仅用于 课程总复习资料仅用于（ 仅用于（机电1~5班及机 自选修学生） 自选修学生）复习和浏览本课程的主要 复习和浏览本课程的主要 内容， 内容，校对笔记。 校对笔记。部分内容仅为标题， 部分内容仅为标题， 全面复习仍然需要看看自己的听课笔记。 全面复习仍然需要看看自己的听课笔记。 尤其是教材和各个教学重点。 尤其是教材和各个教学重点。 《电液伺服控制》 电液伺服控制》 (总复习)
压力 PL
理想零开口阀的零位阀 系数 K q 0 = C d W PS / ρ KC0 = 0 K P0 = ∞
三、实际零开口四边阀的零位阀系数
零位时存在径向泄漏 零位时压力不是无穷大
KC0
πW δ 2 = ∆P 32 µ
Q L = K q 0 x v − K C 0 PL
2.4 正开口四通滑阀的静特性
验证： 比例教材(2-73) p29
国外教材参考 (3-34) p25
补充验证：比例教材(2-20)（2-21) p18
三、三通阀、 三通阀、四边阀静特性比较
K P0 =
K q0 KC0
理想零开口阀 的零位阀系数 K q 0 = C d W PS / ρ KC 0 = 0 K P0 = ∞
正开口四通阀 K q 0 = 2C dW KC0 = K P0 = C d WU PS 2 PS U PS / ρ PS / ρ
∴ 特性方程 Q L = Q1 − Q 4 Q L = C d W (U + x v ) ( PS − PL ) / ρ − C d W (U − x v ) ( PS + PL ) / ρ
二、正开口四边阀的阀系数
零位流量增益 K q 0 = 2C dW C d WU PS 2 PS U PS / ρ PS / ρ 零位压力流量系数 KC0 =
液压伺服系统的类型
滑阀式 转阀式 阀控式 (1 )按控制方式分 喷嘴挡板式 喷管式 ( 容积式 ) 变量泵控制式 机液伺服系统 (2 )按控制信号类别和回路 的组成分 电液伺服系统 气液伺服系统 位置控制系统 速度控制系统 加速度控制系统 力控制系统 其它物理量控制系统
U + xv 1
PL + PS / 2
− 2 PL ) / 2
零位流量增益
∆ P2 = ( PS + 2 PL ) / 2
QL
2 U − xv
偏置压力 PS
K q 0 = 2C dW
PS / ρ
零位压力流量系数
A
特性方程
A/2
KC0 =
PS / ρ 2 C d WU PS PS U
零位压力增益 K P0 =
正开口三通阀的三个零位阀系数为
K q 0 = 2CdW
2CdWU Kc0 = ps
1
ρ
1
ps
ps
(2-73)
ρ
(2-74)
ps (2-75) K p0 = U 三通阀的流量增益与四通阀的流量增益相同，而三通阀 的压力增益Kp较四通阀的小一半，这是因为三通间只控制一 个控制腔压力pc，而另一腔的压力不可控所致。
液压放大元件也称液压放大器， 液压放大元件也称液压放大器，是一种以机 械运动来控制流体动力的元件。 械运动来控制流体动力的元件。在液压伺服系 统中， 统中，它将输入的机械信号(位移或转角)转换 为液压信号(流量、 流量、压力)输出， 输出，并进行功率放 大。因此， 因此，它既是一种能量转换元件， 它既是一种能量转换元件，又是一 种功率放大元件。 种功率放大元件。
(3 )按所控制的物理量分
1.1.3 液压伺服系统的特点
液压伺服系统在工作过程中，具有以下特点： （1）液压伺服系统是一个闭环负反馈系统 （2）液压伺服系统是通过偏差来控制机构的动 作。 （3）液压伺服系统是一个力或功率的放大系统。
液压伺服系统的静特性
液压伺服系统的静态特性是指在平衡状态下所 能保证的灵敏度和工作精度。这可以用静不灵 敏区和静误差来表示： • （1）静不灵敏区 • 在这一区域中系统输入信号变化时，并不引起 执行机构输出的变化，这个区域称静不灵敏区 静不灵敏区的存在，使得系统中输出总是滞后 于输入，并引起系统的误差。
qs = Cd A2
ρ
( ps − pL ) + Cd A1
1
ρ
( ps + pL )
滑阀的静态特性曲线 阀的流量特性： 负载压降等于常数时， 负载流量与阀芯位移 之间的关系。 负载压降pL＝0时的 流量特性称为空载流 量特性。
阀的压力-流量特性： 指阀芯位移一定时，负 载流量与负载压降之间 的关系。 压力—流量特性曲线族 (见图2—8)则全面描述 了阀的稳态特性。
流量增益 = C dW C d Wx ( PS − 2 PL ) / ρ ( PS − 2 P L ) / ρ PS − 2 P L
QL
偏置压力 PS
K
q
压力流量系数 K
C
=
v
A
A/ 2
压力增益 P − 2 PL KP = S xv
二、正开口三通阀的压力-流量特性 PS 压力关系 O ∆ P1 = ( PS xv
2.2 滑阀静态持性的一般分析
一、滑阀压力—流量方程的一般表达式
负载流量为：
qL = g 2
qL = Cd A2 1
ps − p L ps + p L − g1 2 2
1 ( ps + p L )
ρ
( ps − pL ) − Cd A1
ρ
供油流量为：
qs = g 2 ps − p L ps + pL + g1 2 2
c
pc
ps （b）两凸肩三通滑阀
2.2 滑阀静态持性的一般分析
滑阀的静态待性即压力—流量特性， 流量特性，是指稳态情况 下，阀的负载流量 qL 、负载压力 p L 和滑阀位移 x v 三 者之间的关系。 者之间的关系。 它表示滑阀的工作能力和性能， 它表示滑阀的工作能力和性能，对液压伺服系统的 静、动态特性计算具有重要意义。 动态特性计算具有重要意义。阀的静态特性可用 方程、 方程、曲线或特性参数(阀的系数)表示。 表示。静态特性曲 线和阀的系数可从实际的阀测出， 线和阀的系数可从实际的阀测出，对许多结构的阀也 可以用解析法推导出压力—流量方程。 流量方程。
•
液压伺服系统的静特性
(接上页) • （2）静误差 • 液压伺服系统的静误差是指系统在稳定状态 下，控制元件的输入量和执行元件的输出量二 者之间的差值。这一误差的产生是由于需要保 持一定的随动速度以及与外负载的变化相平衡。 因此，液压伺服系统的静误差一般由两部分组 成，一部分是由随动速度引起怕，另一部分是 由加在系统上的外力变化引起的。
二、零开口四边阀的阀系数
流量增益 ∂Q L Kq = = C dW ∂xv ( PS − PL ) / ρ
三、零开口四边阀的特性曲线
流量 Q L
压力流量系数 KC = − C Wx v ( PS − PL ) / ρ ∂Q L = d ∂ PL 2 ( PS − PL )
当 PL = PS 时
压力增益 KP = ∂ PL 2 ( PS − PL ) = ∂xv xv
一、正开口四边阀的压力-流量特性方程
负载流量 QL为 Q1 − Q4 或为 Q3 − Q2
阀口 1、 3开口增大为 U + xv 阀口 2、 4 开口减小为 U − xv
实际上 Q1 = Q3且Q2 = Q4
2.4 正开口四通滑阀的静特性
一、正开口四边阀的压力-流量特性方程
可分解 成2个流 量的叠加
液压伺服系统的动态特性
• 建立方程:
• • • • • 例如： 例如： （1）受力平衡方程 （2）流量平衡方程 （3）压力平衡方程 （3）能量平衡方程
• 写传递函数： 写传递函数：
• 例如： 例如：
• dx/dt
s x(s)
第2章 液压放大元件
本章摘要
• 圆柱滑阀结构型式、 圆柱滑阀结构型式、工作原理、 工作原理、 静态特性 • 喷嘴挡板阀结构型式、 喷嘴挡板阀结构型式、工作原理、 工作原理、 静态特性 • 射流管阀结构型式、 射流管阀结构型式、工作原理、 工作原理、 静态特性
流量关系 Q L = Q1 − Q 2 = Q 3 − Q 4 各阀口节流面积 A1 = A0 (固定节流孔面积 ) A2 = π d n ( x0 − x ), d n为喷孔直径 A3 = A0 (固定节流孔面积 ) A4 = π d n ( x0 + x )
Q1
Q2
Q4
Q3
阀口流量方程 Q1 = C d 0 A0 2 ( PS − P1 ) / ρ 2 ( PS − P2 ) / ρ
零开口 零重叠
正开口 负重叠
负开口 正重叠
一、滑阀预开口形式
全周开口
dv xv
开方孔
W = πd v
W = L×n
展开图
滑阀凸肩、 滑阀凸肩、通道数、 通道数、工作边数 T P ps
例如： 两凸肩三通滑阀 两个凸肩里侧的两个棱 边是工作棱边，只有一个通 向液压执行元件的控制口c， 所以称三通阀。如果阀芯向 右微动，P口的油液经过右凸 肩棱边的节流作用后通向 C 口，如果阀芯向左移动，则 C 口的油液经左凸肩棱边节 流后由T口流出滑阀。由于只 有一个控制口 C ， 通向液压 缸的无杆腔，液压缸的有杆 腔是不可控的。为使液压缸 能双向运动，必须采取其它 办法让液压缸活塞回程，图 示结构
正开口三通阀 K q0 = 2C dW KC0 = K P0 = PS / ρ
2 C d WU PS / ρ PS PS U
远大于
2倍
2.6
喷嘴挡板阀
主要优点：结构简单，易于加工，运动部件质量小，对污染不 太敏感。 一、单喷嘴挡板阀静态特性 结构原理：
二、 双喷嘴-挡板阀
一、双喷嘴-挡板阀的压力-流量特性
课程总复习 课程总复习
“电液伺服控制及机电液控制系统” 课程总复习资料仅用于 课程总复习资料仅用于（ 仅用于（机电1~5班及机 自选修学生） 自选修学生）复习和浏览本课程的主要 复习和浏览本课程的主要 内容， 内容，校对笔记。 校对笔记。部分内容仅为标题， 部分内容仅为标题， 全面复习仍然需要看看自己的听课笔记。 全面复习仍然需要看看自己的听课笔记。 尤其是教材和各个教学重点。 尤其是教材和各个教学重点。 《电液伺服控制》 电液伺服控制》 (总复习)
压力 PL
理想零开口阀的零位阀 系数 K q 0 = C d W PS / ρ KC0 = 0 K P0 = ∞
三、实际零开口四边阀的零位阀系数
零位时存在径向泄漏 零位时压力不是无穷大
KC0
πW δ 2 = ∆P 32 µ
Q L = K q 0 x v − K C 0 PL
2.4 正开口四通滑阀的静特性
验证： 比例教材(2-73) p29
国外教材参考 (3-34) p25
补充验证：比例教材(2-20)（2-21) p18
三、三通阀、 三通阀、四边阀静特性比较
K P0 =
K q0 KC0
理想零开口阀 的零位阀系数 K q 0 = C d W PS / ρ KC 0 = 0 K P0 = ∞
正开口四通阀 K q 0 = 2C dW KC0 = K P0 = C d WU PS 2 PS U PS / ρ PS / ρ
∴ 特性方程 Q L = Q1 − Q 4 Q L = C d W (U + x v ) ( PS − PL ) / ρ − C d W (U − x v ) ( PS + PL ) / ρ
二、正开口四边阀的阀系数
零位流量增益 K q 0 = 2C dW C d WU PS 2 PS U PS / ρ PS / ρ 零位压力流量系数 KC0 =
液压伺服系统的类型
滑阀式 转阀式 阀控式 (1 )按控制方式分 喷嘴挡板式 喷管式 ( 容积式 ) 变量泵控制式 机液伺服系统 (2 )按控制信号类别和回路 的组成分 电液伺服系统 气液伺服系统 位置控制系统 速度控制系统 加速度控制系统 力控制系统 其它物理量控制系统
U + xv 1
PL + PS / 2
− 2 PL ) / 2
零位流量增益
∆ P2 = ( PS + 2 PL ) / 2
QL
2 U − xv
偏置压力 PS
K q 0 = 2C dW
PS / ρ
零位压力流量系数
A
特性方程
A/2
KC0 =
PS / ρ 2 C d WU PS PS U
零位压力增益 K P0 =
正开口三通阀的三个零位阀系数为
K q 0 = 2CdW
2CdWU Kc0 = ps
1
ρ
1
ps
ps
(2-73)
ρ
(2-74)
ps (2-75) K p0 = U 三通阀的流量增益与四通阀的流量增益相同，而三通阀 的压力增益Kp较四通阀的小一半，这是因为三通间只控制一 个控制腔压力pc，而另一腔的压力不可控所致。
液压放大元件也称液压放大器， 液压放大元件也称液压放大器，是一种以机 械运动来控制流体动力的元件。 械运动来控制流体动力的元件。在液压伺服系 统中， 统中，它将输入的机械信号(位移或转角)转换 为液压信号(流量、 流量、压力)输出， 输出，并进行功率放 大。因此， 因此，它既是一种能量转换元件， 它既是一种能量转换元件，又是一 种功率放大元件。 种功率放大元件。
(3 )按所控制的物理量分
1.1.3 液压伺服系统的特点
液压伺服系统在工作过程中，具有以下特点： （1）液压伺服系统是一个闭环负反馈系统 （2）液压伺服系统是通过偏差来控制机构的动 作。 （3）液压伺服系统是一个力或功率的放大系统。
液压伺服系统的静特性
液压伺服系统的静态特性是指在平衡状态下所 能保证的灵敏度和工作精度。这可以用静不灵 敏区和静误差来表示： • （1）静不灵敏区 • 在这一区域中系统输入信号变化时，并不引起 执行机构输出的变化，这个区域称静不灵敏区 静不灵敏区的存在，使得系统中输出总是滞后 于输入，并引起系统的误差。