第6章 电液伺服系统(1)
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1电液伺服控制系统1.1电液控制系统的发展历史概述液压控制技术的历史最早可以追溯到公元前240年,一位古埃及人发明的液压伺服机构———水钟。
而液压控制技术的快速发展则是在18世纪欧洲工业革命时期,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、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。
电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。
电液控制技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。
在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工程机械。
在以后的几十年中,电液控制技术的工业应用又进一步扩展到工业机器人控制、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮控制及可移动设备的自动化等领域。
电液比例控制技术及比例阀在20世纪60年代末70年代初出现。
70年代,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生,基于集成电路的控制电子器件和装置广泛应用于电液控制技术领域。
现代飞机上的操纵系统。
如驼机、助力器、人感系统,发动机与电源系统的恒速与恒频调节,火力系统中的雷达与炮塔的跟踪控制等大都采用了电液伺服控制系统。
飞行器的地面模拟设备,包括飞行模拟台、负载模拟器大功率模拟振动台、大功率材料实验加载等大多采用了电液控制,因此电液伺服控制的发展关系到航空与宇航事业的发展,在其他的国防工业中如机器人也大量使用了电液控制系统。
电液伺服系统的建模与控制1. 引言电液伺服系统是一种广泛应用于工业控制领域的系统,它可以通过控制液压执行器的输出来实现对机械运动的精确控制。
本文将介绍电液伺服系统的建模与控制方法,以帮助读者更好地了解和应用这一技术。
2. 电液伺服系统的概述电液伺服系统由液压执行器、电液伺服阀、传感器和控制器等组成。
液压执行器负责将液压能转化为机械能,电液伺服阀负责控制液压执行器的动作,传感器用于反馈系统状态信息,控制器根据传感器的反馈信息对电液伺服阀进行控制。
3. 电液伺服系统的建模建模是控制系统设计的第一步,对于电液伺服系统也是不可或缺的。
电液伺服系统的建模既可以基于理论模型,也可以基于实验数据进行。
3.1 理论模型在理论模型建模中,我们需要考虑液压执行器、电液伺服阀和控制器的动态特性。
液压执行器的动态特性可以用惯性、摩擦、密封等参数来描述。
电液伺服阀的动态特性可以用阀门的流量-压力特性和阀门饱和现象来描述。
控制器的动态特性通常可以用传统的PID控制算法进行建模。
3.2 实验模型在实验模型建模中,我们需要通过实验得到系统的频率响应和传递函数,并将其转化为数学模型。
这种方法对于实际系统的建模更加准确,但也需要大量的实验数据和较高的技术要求。
4. 电液伺服系统的控制控制是电液伺服系统中最关键的环节之一。
常用的电液伺服系统控制方法有位置控制、速度控制和力控制等。
4.1 位置控制位置控制是电液伺服系统中最基本的控制方法之一。
通过控制电液伺服阀的输出来控制液压执行器的位置。
传感器将执行器的位置信息反馈给控制器,控制器根据反馈信息进行调节,使得系统实现期望的位置跟踪。
4.2 速度控制速度控制是电液伺服系统中常用的控制方法之一。
通过控制电液伺服阀的输出来控制液压执行器的速度。
传感器将执行器的速度信息反馈给控制器,控制器根据反馈信息进行调节,使得系统实现期望的速度跟踪。
4.3 力控制力控制是电液伺服系统中一种高级的控制方法。
电液伺服控制系统概述摘要:电液伺服控制是液压领域的重要分支。
多年来,许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率——重量比和大功率液压控制系统的需要不断扩大,促使液压控制技术迅速发展。
特别是控制理论在液压系统中的应用、计算及电子技术与液压技术的结合,使这门技术不论在原件和系统方面、理论与应用方面都日趋完善和成熟,并形成一门学科。
目前液压技术已经在许多部门得到广泛应用,诸如冶金、机械等工业部门及飞机、船舶部门等。
关键词:电液伺服控制液压执行机构伺服系统又称随机系统或跟踪系统,是一种自动控制系统。
在这种系统中,执行元件能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律动作。
液压伺服系统是以液压为动力的自动控制系统,由液压控制和执行机构所组成。
一、电液控制系统的发展历史液压控制技术的历史最早可以追溯到公元前240年,一位古埃及人发明的液压伺服机构——水钟。
而液压控制技术的快速发展则是在18世纪欧洲工业革命时期,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、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。
电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。
电液控制技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。
在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工程机械。
电液伺服系统的原理及应用一.电液伺服系统概述电液伺服系统在自动化领域是一类重要的控制设备,被广泛应用于控制精度高、输出功率大的工业控制领域.液体作为动力传输和控制的介质,跟电力相比虽有许多不甚便利之处且价格较贵,但其具有响应速度快、功率质量比值大及抗负载刚度大等特点,因此电液伺服系统在要求控制精度高、输出功率大的控制领域占有独特的优势。
电液伺服控制系统是以液压为动力,采用电气方式实现信号传输和控制的机械量自动控制系统。
按系统被控机械量的不同,它又可以分为电液位置伺服系统、电液速度伺服控制系统和电液力控制系统三种。
我国的电液伺服发展水平目前还处在一个发展阶段,虽然在常规电液伺服控制技术方面,我们有了一定的发展。
但在电液伺服高端产品及应用技术方面,我们距离国外发达国家的技术水平还有着很大差距。
电液伺服技术是集机械、液压和自动控制于一体的综合性技术,要发展国内的电液伺服技术必须要从机械、液压、自动控制和计算机等各技术领域同步推进。
二.电液伺服的组成电液控制系统是电气液压控制系统简称,它由电气控制及液压两部分组成。
在电子-液压混合驱动技术里,能量流是由电子控制,由液压回路传递,充分结合了电子控制和液压传动两者混合驱动技术的优点避免了它们各自的缺陷。
⑴电子驱动技术的特点①高精度、高效率,低能耗、低噪音②高性能动态能量控制③稳定的温度性能④能量再生及反馈电网⑤在循环空闲的时间没有能量损失⑵液压驱动技术的特点①高(力/功)密度②结构紧凑③液压马达(油缸)是大功率且经济的执行元件④在液压系统做压力控制的时候有明显的能量流失液压部分:以液体为传动介质,靠受压液体的压力能来实现运动和能量传递。
基于液压传动原理,系统能够根据机械装备的要求,对位置、速度、加速度、力等被控量按一定的精度进行控制,并且能在有外部干扰的情况下,稳定、准确的工作,实现既定的工艺目的。
(工控网)液压伺服阀是输出量与输入量成一定函数关系,并能快速响应的液压控制阀,是液压伺服系统的重要元件。
《电液伺服控制系统》(含实验内容)教学大纲课程编码:08241068课程名称:电液伺服控制系统英文名称:electro-hydraulic servo control system开课学期:1学时/学分:30 (其中实验学时:4 )课程类型:专业课开课专业:机械电子工程专业本科生选用教材:《液压伺服控制系统》王春行主编主要参考书:执笔人:刘昕晖一、课程性质、目的与任务本课程为机械电子工程专业本科生专业选修课。
通过对本课程的学习使学生了解液压伺服控制的基本理论、液压伺服控制元件和液压伺服控制系统等知识,了解液压伺服控制元件和系统的作用原理、特性分析及设计计算等。
二、教学基本要求1.了解电液伺服系统的基本概念2.了解液压伺服控制的基本理论、基本方法。
3.了解液压伺服控制元件和液压伺服控制系统组成和基本原理。
4.了解液压伺服控制元件和系统的特性分析及初步设计计算方法。
三、各章节内容及学时分配第一章液压伺服控制系统概述(2学时)本章介绍液压伺服控制系统的工作原理、组成、分类、优缺点和应用。
通过本章的学习,可以对液压伺服控制系统有一个大致的了解。
1.1 液压伺服控制系统的工作原理和组成一、液压伺服控制系统的工作原理二、液压伺服控制系统举例三、液压伺服控制系统的组成1.2 液压伺服控制系统的分类一、按输入信号的变化规律分类二、按系统输出量的名称分类三、按驱动装置的控制方式和控制元件的类型分类四、按信号传递介质的形式分类五、按液压动力机构是否对称分类1.3 液压伺服控制系统的优缺点一、液压伺服控制系统的优点二、液压伺服控制系统的缺点1.4 液压伺服控制系统的发展和应用概况第二章液压放大元件(4学时)液压放大元件是液压伺服系统中的一种主要控制元件,它们的性能直接影响到液压伺服系统购工作品质,因此必须对它们的特性及设计淮则进行研究。
液压放大元件可以是液压伺服阀或伺服变量泵。
本章只讨论液压伺服阀,包括滑阀、喷嘴挡板阀和射流管阀。