CSDY1射流管电液伺服阀产品说明书

浅析基于PID算法的电液伺服阀速度控制系统的研究摘要：本文主要是结合液压传动技术和自动控制技术，设计一种基于pid算法的电液伺服阀速度控制器。

液压系统在机械传动方面有着十分重要的应用，尤其是其具有传动过程中工作稳定、传递功率负荷大、传动能量方向灵活可控、调节控制方便等等优势，非常适合在机械制造、工程机械、大型交通工具等场合应用。

关键词：plc；控制系统；pid；电液伺服系统是液压自动控制领域中的一门重要研究技术，由于其具有良好、快速、高精度的控制效果和能量，该技术其应用面非常广泛。

近年来，随着计算机技术的迅猛发展和在自动控制领域的应用，如何将计算机控制技术应用于液压伺服控制已经成为人们研究的重点和热点。

本文主要讲的是如何设计出一种基于pid算法的电液伺服速度控制系统。

1、系统工作原理及参数电液伺服阀速度控制系统是通过电液伺服阀控制两柱压力机匀速上升或下降的高精度控制系统，由电气控制部分和液压驱动部分组成。

系统工作原理如下：当上位计算机实现上升或下行功能时，对控制器发出下行指令，控制器根据位置传感器及速度反馈回路的信号输出相应的控制信号，经伺服阀放大器驱动电液伺服阀输出相应流量，在电机、液压回路系统等相关执行机构作用下，两柱压力机油缸匀速上升或下降；系统的控制核心为由控制器、电液伺服阀、反馈回路构成的闭环控制系统。

1.1 伺服阀电液伺服阀速度控制系统的核心元件是伺服阀，系统中采用的伺服阀是中船重工上海704所生产的csdy1/2型伺服阀。

csdy1csdy2电液伺服阀结构牢固、分辨率极高、控制精度高适用于各领域的高精度电液伺服系统。

如：造船工业、航天工业、航空工业、重工业、轻、纺工业，以及农业机械液压伺服系统。

csdy1csdy2电液伺服阀工作时，高压油ps一路通过滤油器进入射流管喷嘴，另一路进入阀芯和阀套组成的通路。

当无信号电流时，阀处于零位，无流量输出。

当有控制信号电流输入时，使射流管喷嘴偏转（设顺时针），接受器左腔压力上升，右腔压力下降，阀芯在压差作用下右移，其油路ps-a-1负载-2-c-p。

最新卓越管理方案您可自由编辑CSDY2射流管电液伺服阀产品说明书编制：校对：审核：审定：九江仪表厂一九八九年十二月CSDY2射流管电液伺服阀产品说明书一、概述：CSDY2系列射流管电液伺服阀是力反馈型两级流量伺服控制阀，具有性能良好，抗污染能力强，安全可靠以及寿命长的突出特点，适用于电液伺服系统的位置、速度、加速度和力的控制。

二、结构原理：图1是CSDY2系列射流管电液伺服阀的原理图，力矩马达采用永磁力矩马达，由两个永久磁钢产生极化磁通，衔铁两端伸入磁通回路的空气隙中，弹簧管一端固定在壳体上，另一端固定在衔铁组件的钢套中。

反馈弹簧组件的一端固定在射流管喷嘴上，反馈杆被夹牢在阀芯的中心位置。

高压油连续地从供油腔Ps通过滤油器及固定节流孔，到射流管喷嘴向两个接受孔喷射，接受孔分别与阀芯两端控制腔相通。

当力矩马达线圈组件输入控制电流时，由于控制磁通和极化磁通的相互作用，在衔铁上产生一个力矩，该力矩使衔铁组件绕弹簧管旋转，从而使射流管喷嘴运动导致两个接受孔腔产生压差引起阀芯位移，且一直持续到由反馈弹簧组件弯曲产生的反馈力矩与控制电流产生的控制力矩相平衡为止。

由于阀芯位移与反馈力矩成比例，控制力矩与控制电流成比例，伺服阀的输出流量与阀芯位移成比例，所以伺服阀的输出流量与输入的指令控制电信号亦成比例，若给伺服阀输入反向电控信号，则伺服阀就有反向流量输出。

三、技术性能指标：1、额定电流±8mA～±50mA2、额定压力20.6MPa3、额定流量63～120 L/min4、线圈直流电阻103±100Ω，40±4Ω5、滞环（%）≤56、分辨率（%）≤0.257、线性度（%）≤7.58、对称度（%）≤109、压力增益（%Ps/1%In）≥3010、静耗流量（L/min）≤0.45+3%Qn11、零偏（%）≤212、幅频宽（－3Db）(HZ) ≥3513、相频宽（－90°）（HZ）≥50四、线圈连接方法：伺服阀线圈的连接方法，插销头标号，外引出线颜色及控制电流的极性等参照下表和射流管电液伺服阀安装图（图2）四、注意事项：1、伺服阀安装前应先装上随带附件：冲洗板。

中宝滨海镍铁干法除尘切换站液压伺服系统使用和维护说明书中国重型机械研究院中宝干法除尘切换站液压伺服系统使用和维护说明书中宝干法除尘液压切换伺服系统由液压站、液压阀台和配管组成，用于控制系统中放散杯阀及回收杯阀的动作。

共有2套液压伺服系统，控制功能完全相同，分为1#液压控制系统和2#液压控制系统。

下面以一套液压伺服系统的为例进行控制说明。

如果要区分各电气信号，则在相应的代号前加上1、2系统代号即可。

如代号为YV1则分别变为1YVO1、2YV01。

1.设备组成及性能参数1.1 主要性能参数油箱容积：0.5m3主泵装置：最大流量：60L/min 电机功率：22KW工作压力：15MPa转速：1500rpm蓄能器总容积：2X25L=50L循环泵流量：40L/min循环泵电机功率： 1.1KW循环过滤器：过滤精度5μm回油过滤器：过滤精度10μm压油过滤器：过滤精度10μm适用介质：美孚N46#抗磨液压油供油温度：45℃-55℃清洁度要求：NSA1638 7级1.2液压系统组成液压系统有液压站及液压阀台组成。

1.2.1 液压站主要由油箱装置、主泵装置、循环过滤冷却装置组成。

①油箱装置（1台）主要用于存储系统介质，并兼有散热、杂质沉淀等功能。

油箱为长方体结构，有效容积为0.5m3,采用不锈钢材料。

油箱装置带有3个2KW的电加热器（125-1¯3）。

为了适应系统自动化和可靠性方面的要求，油箱装置带有液位继电器（130）以对油箱液位进行自动监控报警；油箱装置带有液位继电器(130)以对油箱液位进行自动监控报警；油箱装置带有进口HYDAC的温度控制器（121）以对系统的加热、冷却发出控制信号。

油箱装置还带有液位计（123）、空气过滤器（103）和放油球阀（124）等。

油箱装置还装有主回油过滤器（114）1只，过滤精度10μm，过滤器堵塞可发讯报警。

②主泵装置（2台）主泵装置输出流量60L/min；压力15MP；22KW。

伺服阀使用说明书伺服阀是DEH控制系统中电液转换的关键元件，它可将电调装置发出的控制指令，转变成相应的液压信号，并通过改变进入油动机油缸液流的方向、压力和流量，来达到驱动阀门、控制机组的目的。

1 结构特点伺服阀是一个由力矩马达、两级液压放大及机械反馈所组成的系统。

第一级液压放大是双喷嘴挡板系统；第二级放大是滑阀系统。

其基本结构如图1所示。

1.1 力矩马达：一种电气—机械转换器，可产生与电指令信号成比例的旋转运动，用在伺服阀的输入级。

力矩马达包括电气线圈、极靴和衔铁等组件。

衔铁装在一个薄壁弹簧管上，弹簧管在力矩马达和阀的液压段之间起流体密封作用。

衔铁、挡板和反馈杆刚性固接，并由薄壁弹簧管支撑。

1.2 先导级：挡板从弹簧管中间伸出，置于两个喷嘴端面之间，形成左、右两个可变节流孔。

衔铁的偏转带动挡板，从而可改变两侧喷嘴的开启，使其产生压差，并作用于与该喷嘴相通的滑阀阀芯端部。

1.3 功率放大级：由一滑阀系统控制输出流量。

阀芯在阀套中滑动，阀套上开有环行槽，分别与供油腔P和回油腔T相通。

当滑阀处于“零位”时，阀芯被置于阀套的中位；阀芯上的凸肩恰好将进油口和回油口遮盖住。

当阀芯受力偏离“零位”向任一侧运动时，导致油液从供油腔P流入一控制腔（A或B），从另一控制腔（B或A）流入回油腔T。

阀芯推动反馈杆端部的小球，产生反馈力矩作用在衔铁挡板组件上。

当反馈力矩逐渐等于电磁力矩时，衔铁挡板组件被移回到对中的位置。

于是，阀芯停留在某一位置。

在该位置上，反馈力矩等于输入控制电流产生的电磁力矩，因此，阀芯位置与输入控制电流的大小成正比。

1.4 特点：●衔铁及挡板均工作在中立位置附近,线性好●喷嘴挡板级输出驱动力大●阀芯基本处于浮动状态,不易卡住●阀的性能不受伺服阀中间参数的影响,阀的性能稳定,抗干扰能力强,零点漂移小2 工作原理：当力矩马达没有电信号输入时，衔铁位于极靴气隙中间，平衡永久磁铁的磁性力。

当有欲使调节阀动作的电气信号由伺服放大器输入时，力矩马达的线圈中有电流通过，产生一磁场，在磁场作用下，产生偏转力矩，使衔铁旋转，同时带动与之相连的挡板转动，此挡板伸到两个喷嘴中间。

CSDY1射流管电液伺服阀产品说明书编制：校对：审核：审定：九江仪表厂一九八九年十二月CSDY1射流管电液伺服阀产品说明书一、概述：CSDY1系列射流管电液伺服阀是力反馈型两级流量伺服控制阀，具有性能良好，抗污染能力强，安全可靠以及寿命长的突出特点，适用于电液伺服系统的位置、速度、加速度和力的控制。

二、结构原理：图1是CSDY1系列射流管电液伺服阀的原理图，力矩马达采用永磁力矩马达，由两个永久磁钢产生极化磁通，衔铁两端伸入磁通回路的空气隙中，弹簧管一端固定在壳体上，另一端固定在衔铁组件的钢套中。

反馈弹簧组件的一端固定在射流管喷嘴上，反馈杆被夹牢在阀芯的中心位置。

高压油连续地从供油腔Ps通过滤油器及固定节流孔，到射流管喷嘴向两个接受孔喷射，接受孔分别与阀芯两端控制腔相通。

当力矩马达线圈组件输入控制电流时，由于控制磁通和极化磁通的相互作用，在衔铁上产生一个力矩，该力矩使衔铁组件绕弹簧管旋转，从而使射流管喷嘴运动导致两个接受孔腔产生压差引起阀芯位移，且一直持续到由反馈弹簧组件弯曲产生的反馈力矩与控制电流产生的控制力矩相平衡为止。

由于阀芯位移与反馈力矩成比例，控制力矩与控制电流成比例，伺服阀的输出流量与阀芯位移成比例，所以伺服阀的输出流量与输入的指令控制电信号亦成比例，若给伺服阀输入反向电控信号，则伺服阀就有反向流量输出。

三、技术性能指标：1、供油压力范围（MPa） 2.1～31.52、额定供油压力（MPa） 20.63、额定流量（L/min） 2—40（按用户要求）4、滞环（%）≤3≤5（用于低频控制系统）5、分辨率（%）≤0.256、线性度（%）≤7.57、对称度（%）≤108、压力增益（%Ps/1%In）≥309、静耗流量（L/min）≤0.45+3%Qn10、零偏（%）≤211、幅频宽（－3Db）(HZ) ≥70≥40（用于低频控制系列）12、相频宽（－90°）（HZ）≥90四、线圈连接方法：伺服阀线圈的连接方法，插销头标号，外引出线颜色及控制电流的极性等参照下表和射流管电液伺服阀安装图（图2）四、注意事项：1、伺服阀安装前应先装上随带附件：冲洗板。

CSDY系列射流管型电液伺服阀介绍九江中船仪表有限责任公司（四四一厂）CSDY系列射流管型电液伺服阀介绍一、工作原理CSDY系列射流管型电液伺服阀是力反馈两极电液伺服阀，力矩马达采用永磁结构，弹簧管支承着衔铁射流管组件，并使力矩马达与液压油隔离，所以力矩马达是干式的，其结构原理图如下：由上图可见，射流管型电液伺服阀主要由线圈、衔铁、射流管、喷嘴、反馈弹簧、阀芯、油滤等部分组成。

当力矩马达线圈输入控制电流时，由于控制磁通和永磁磁通的相互作用，在衔铁上产生一个力矩，促使衔铁、弹簧管、喷嘴组件偏转一个正比于力矩的小角度，经过喷嘴高速喷射出的高压液流也发生偏转，使得接受器一腔压力升高，另一腔压力降低，使连接这两腔的阀芯两端产生压差，阀芯运动，直到反馈组件产生的力矩与力矩马达力矩平衡，使喷嘴又回到接受器两孔中间位置为止。

这样阀芯的位移与控制电流的大小成正比，阀的输出流量就正比于控制电流了。

二、射流管型电液伺服阀的特点1、前置级射流放大器的独特结构，可以通过300μm的污染颗粒，不会发生故障，抗污染能力特别强。

2、分辨率及高，可以在较低的压力下工作。

3、阀芯驱动力大，不容易发生卡滞现象。

三、额定电流规格和对应的线圈电阻序号1 2 3 5 7 8 9 10 11项目额定电流8 10 15 20 30 40 50 64 80（mA）线圈电阻1000 650 350 160 75 40 25 16 10.5（Ω）注：1、其他特殊规格可单独定制；2、最大过载电流可以是额定电流的两倍。

四、线圈的连接方式1、插座接线图2、线圈的连接方式单线圈串联并联差动连接3、接线方法线圈连接方式单线圈串联并联差动连接插销头标号2、1；4、3 2(1、4)3 2(4)、1(3) 2(4、1)3 外引出线颜色绿红；黄兰绿兰绿红绿红兰控制电流极性2＋1－或4＋3－2＋3－1与4相连2＋1—1与3 2与4相连当1＋时，1到2＜1到3当1－时，2到1＞3到1输入正极性电流时，液流从控制口“A”流出，由控制口“B”流回。

版本号：A东方汽轮机厂电液伺服阀控制器说明书编号M902-030000ASM第全册2002年11月编号M902-030000ASM编制校对审核会签审定批准修改记录表目录序号章－节名称页数备注1 0－1 前言 12 0－2 系统简介 33 0－3 硬件简介 14 0－4 工作原理及使用方法 35 0－5 性能与参数 16 0－6 外部接口 27 0－7 使用注意事项 10－1 前言本伺服阀控制器是为驱动汽轮机伺服阀而配套设计的专用装置。

该装置由一套德国威图电磁屏蔽机箱、N(N为系统所用伺服卡块数)块智能伺服卡和一套背板组件构成。

N块智能伺服卡分别插入对应的导槽内，各伺服卡面板上均有发光二极管动态指示卡件的运行状态。

所有进出线均通过背板上的德国PHOENIX 快速连接端子与外设、DEH控制线连接。

通过该装置与DEH系统配合，可完成DEH对汽轮机组的转速、功率的控制。

注：为使本说明书能更详细而又直观地描述伺服阀控制器的配置、安装及各种功能，使用户能更好地接受，本说明书假设N=6（即假设系统所用伺服卡块数为6），实际配置见随控制系统所供的伺服阀控制器图。

0－2 系统简介电液伺服阀控制器由以下模块组合构成：（外形及开孔尺寸见图0－2－1，卡件实际安装位置见所供电液伺服阀控制器图）系统配置原理见图0－2－2、图0－2－3。

图0－2－2图0－2－3电液伺服阀控制器的每一块伺服卡均为智能卡，可以独立接收阀位的给定，并通过对应的位移传感器和固化在卡件上的程序完成阀位给定与阀位反馈的比较、PI运算及输出驱动电流的闭环阀位调节控制。

伺服卡具有阀位显示、自动校验、手动控制等输入输出功能，通过外部的操作系统可以很方便地显示实时的阀位开度（％），并且可以进行阀门的自动校验和手动控制。

本系统配置N块伺服卡，故可以同时对N套阀位进行调节控制。

0－3 硬件简介电液伺服阀控制器的硬件主要包括伺服卡和机箱组件。

1伺服卡硬件伺服卡采用四层印制板布线工艺，具有极高的EMC抗干扰能力。

精心整理CSDY1射流管电液伺服阀产品说明书编制：校对：审核：一、CSDY1二、图1是被夹牢在阀芯的中心位置。

高压油连续地从供油腔Ps通过滤油器及固定节流孔，到射流管喷嘴向两个接受孔喷射，接受孔分别与阀芯两端控制腔相通。

当力矩马达线圈组件输入控制电流时，由于控制磁通和极化磁通的相互作用，在衔铁上产生一个力矩，该力矩使衔铁组件绕弹簧管旋转，从而使射流管喷嘴运动导致两个接受孔腔产生压差引起阀芯位移，且一直持续到由反馈弹簧组件弯曲产生的反馈力矩与控制电流产生的控制力矩相平衡为止。

由于阀芯位移与反馈力矩成比例，控制力矩与控制电流成比例，伺服阀的输出流量与阀芯位移成比例，所以伺服阀的输出流量与输入的指令控制电信号亦成比例，若给伺服阀输入反向电控信号，则伺服阀就有反向流量输出。

三、1234≤5567891011≥40（用于低频控制系列）12、相频宽（－90°）（HZ）≥90四、线圈连接方法：伺服阀线圈的连接方法，插销头标号，外引出线颜色及控制电流的极性等参照下表和射流管电液伺服阀安装图（图2）1、冲洗板1件2、伺服阀接口处o型圈10.2×1.94件3、插头CX2—4M1件4、滤油器组件（含密封圈）1件五、概述：CSDY1系列射流管电液伺服阀是力反馈型两级流量伺服控制阀，具有性能良好，抗污染能力强，安全可靠以及寿命长的突出特点，适用于电液伺服系统的位置、速度、加速度和力的控制。

六、结构原理：图1是CSDY1系列射流管电液伺服阀的原理图，力矩马达采用永磁力矩马达，由两个永七、1、供油压力范围（MPa）2.1～31.52、额定供油压力（MPa）20.63、额定流量（L/min）2—40（按用户要求）4、滞环（%）≤3≤5（用于低频控制系统）5、分辨率（%）≤0.256、线性度（%）≤7.57、对称度（%）≤108、压力增益（%Ps/1%In）≥309、静耗流量（L/min）≤0.45+3%Qn八、注意事项：1、伺服阀安装前应先装上随带附件：冲洗板。

提升旋塞阀 A-331A提升旋塞阀4P 和 5P 系列■ 棒轴形直通的节流孔、能获得最大流量■ 工作压力可达 6000 psig (413 bar)■ 填料在螺纹以下■可更换的阀座和阀杆头设计A-332 气动执行机构A 特点位于螺纹以下的填料能防止润滑剂冲蚀内部清洁环能防止螺纹受外界污染无旋转阀杆头能获得可靠的密封可更换的密封件和阀座直通节流孔为棒轴形、便于清洁可靠的阀杆退缩能防止卡住压力—温度额定值标准阀带有乙缩醛阀座、碳氟 FKM O 型圈和 PTFE 支承圈、额定值限制于:■ 对于可与乙缩醛阀座材料相容的流体最高温度为 121°C (250°F)。

水和蒸汽除外、这些流体不建议用于 93°C (200°F)以上温度。

额定值扩展至:■ 对于丁钠橡胶 C O 型圈为 –53°C (–65°F)。

■ 对于 PEEK 或 PFA 阀座材料和碳氟 FKM 或 Kalrez® O 型圈为 204°C (400°F)。

要订购 PEEK 或 PFA 阀座时、参阅订购信息和尺寸一节。

要订购任选的 O 型圈材料时、见第 P A-334 页选购件和附件。

结构材料12345678润湿元件用斜体表示。

提升旋塞阀 A-333A37°C (100°F) 时的流量数据测试每一个 4P 和 5P 系列提升旋塞阀在生产厂中用氮气以1000 psig (69 bar) 的压力进行泄漏测试。

阀座的最大容许泄漏率为 0.1 std cm 3/min 。

阀杆和阀体密封是按使用检漏液检测不到泄漏的要求来进行测试的。

清洁和包装所有世伟洛克® (Swagelok ®) 4P 和 5P 系列提升旋塞阀都是按照世伟洛克标准清洁和包装规范 (SC-10)、MS-06-62 来进行清洁和包装的。

订购信息和尺寸以 in. (mm) 为单位的尺寸仅供参考、可能有变动。

CSDY型射流管电液伺服阀
张继义
【期刊名称】《机电设备》
【年(卷),期】1995(000)002
【摘要】无
【总页数】1页(P29)
【作者】张继义
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.CSDY2型射流管电液伺服阀的研制 [J], 方群;黄增
2.分流阀控双射流管电液伺服阀研究 [J], 胡云堂;訚耀保;王英惠;江卓达;林伟明;卢宏
3.射流管式电液伺服阀与喷嘴挡板式电液伺服阀比较 [J], 黄增;方群;王学星
4.CSDY 系列射流管电液伺服阀的研制工作的回顾 [J], 赵振厚
5.射流管电液伺服阀滑阀冲蚀磨损特性分析 [J], 孟令康;朱玉川;王玉文;丁建军;陆军
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CSDY1型射流管电液伺服阀概述：电液伺服阀是电气－液压伺服控制系统的关键部件，用于位置、速度、加速度和力等的控制。

七O四研究所创建于1956年，隶属于中国船舶重工集团公司，主要从事舰船特辅机电设备的应用研究和设计开发工作，本所技术力量雄厚，拥有中高级科研技术人员500余人，专业技术人员300余人。

早在五十年代已开始研究、开发电气－液压产品。

七十年代开始研制和应用电液伺服阀，并在1981年研制诞生了我国第一台船用射流管电液伺服阀。

经过几代人的不懈努力，本所生产的CSDY型射流管电液伺服阀已成为系列产品。

我们的产品具有结构紧凑、体积小、寿命长、抗污染能力强、动态响应快、分辨率优，适用工作压力范围广等优点，已广泛用于航空、航海、冶金、化工、轻纺、塑料加工、石油冶炼、试验机械、电站设备和机器人等领域。

工作原理：CSDY系列射流管电液伺服阀是力反馈两级流量控制阀（见结构原理图），结构原理图力矩马达采用永磁结构，弹簧管支承着衔铁射流管组件，并使马达与液压部分隔离，所以力矩马达是干式的。

前置级为射流放大器，它由射流管与接受器组成。

当马达线圈输入控制电流，在衔铁上生成的控制磁通与永磁磁通相互作用，于是衔铁上产生一个力矩，促使衔铁、弹簧管、喷嘴组件偏转一个正比于力矩的小角度。

经过喷嘴的高速射流的偏转，使得接受器一腔压力升高，另一腔压力降低，连接这两腔的阀芯两端形成压差，阀芯运动直到反馈组件产生的力矩与马达力矩相平衡，使喷嘴又回到两接受器的中间位置为止。

这样阀芯的位移与控制电流的大小成正比，阀的输出流量就比例于控制电流了。

射流放大器因为没有像双喷嘴－挡板阀放大器的压力负反馈，所以流量和压力增益较高，因此该型阀分辨率极好，低压工作性能亦很好。

射流管电液伺服阀的特点：1、该阀的力矩马达采用整体焊接工艺，结构牢固，能在恶劣环境条件下正常工作。

2、独特的射流管放大器结构可以通过200μm的污染颗粒，而不发生故障。

3、单输入型的前置级如被堵时，伺服阀能自动复零，不会产生错误的“满舵”现象。