伺服液压技术(200710)
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液压伺服系统研究论文1、液压伺服操纵系统原理目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛,液压伺服操纵具有以下优点:易于实现直线运动的速度位移及力操纵,驱动力、力矩和功率大,尺寸小重量轻,加速性能好,响应速度快,操纵精度高,稳定性容易保证等。
液压伺服操纵系统的工作特点:(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接,从而组成闭环操纵系统。
反馈介质可以是机械的,电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。
(2)系统的主反馈是负反馈,即反馈信号与输入信号相反,两者相比较得偏差信号操纵液压能源,输入到液压元件的能量,使其向减小偏差的方向移动,既以偏差来减小偏差。
(3)系统的输入信号的功率很小,而系统的输出功率可以达到很大。
因此它是一个功率放大装置,功率放大所需的能量由液压能源供给,供给能量的操纵是根据伺服系统偏差大小自动进行的。
综上所述,液压伺服操纵系统的工作原理就是流体动力的反馈操纵。
即利用反馈连接得到偏差信号,再利用偏差信号去操纵液压能源输入到系统的能量,使系统向着减小偏差的方向变化,从而使系统的实际输出与希望值相符。
在液压伺服操纵系统中,操纵信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。
机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采纳机械构件,常用于飞机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。
但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。
电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采纳电气和电子元件或计算机,形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。
电液伺服系统具有操纵精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点,可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。
2、液压传动帕优点和缺点液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用,是因为它与机械传动、电气传动相比,具有以下主要优点:1液压传动是由油路连接,借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构,这是比机械传动优越的地方。
液压伺服系统液压伺服系统是以高压液体作为驱动源的伺服系统,是使系统的输出量,如位移、速度或力等,能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化,与此同时,输出功率被大幅度地放大。
液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。
一、液压伺服系统的基本组成液压伺服系统无论多么复杂,都是由一些基本元件组成的。
如图就是一个典型的伺服系统,该图表示了各元件在系统中的位置和相互间的关系。
(1)外界能源—为了能用作用力很小的输入信号获得作用力很大的输出信号,就需要外加能源,这样就可以得到力或功率的放大作用。
外界能源可以是机械的、电气的、液压的或它们的组合形式。
(2)液压伺服阀—用以接收输入信号,并控制执行元件的动作。
它具有放大、比较等几种功能,如滑阀等。
(3)执行元件—接收伺服阀传来的信号,产生与输入信号相适应的输出信号,并作用于控制对象上,如液压缸等。
(4)反馈装置—将执行元件的输出信号反过来输入给伺服阀,以便消除原来的误差信号,它构成闭环控制系统。
(5)控制对象—伺服系统所要操纵的对象,它的输出量即为系统的被调量(或被控制量),如机床的工作台、刀架等。
二、液压伺服系统的分类液压伺服系统是由液压动力机构和反馈机构组成的闭环控制系统,分为机械液压伺服系统和电气液压伺服系统(简称电液伺服系统)两类。
电液伺服系统电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。
最常见的有电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力(或力矩)控制系统。
如图是一个典型的电液位置伺服控制系统。
图中反馈电位器与指令电位器接成桥式电路。
反馈电位器滑臂与控制对象相连,其作用是把控制对象位置的变化转换成电压的变化。
反馈电位器与指令电位器滑臂间的电位差(反映控制对象位置与指令位置的偏差)经放大器放大后,加于电液伺服阀转换为液压信号,以推动液压缸活塞,驱动控制对象向消除偏差方向运动。
当偏差为零时,停止驱动,因而使控制对象的位置总是按指令电位器给定的规律变化。
第九章液压伺服系统第一节概述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、液压伺服系统的工作原理图9-1为一简单的机液位置伺服系统的原理图。
当伺服滑阀处于中间位置(xv=0)时,各阀口均关闭,阀没有流量输出,液压缸不动,系统处于静止状态。
给伺服滑阀阀芯一个输入位移xi,阀口a、b便有一个相应的开口量xv,使压力油经阀口b进入液压缸的右腔,其左腔油液经阀口a回油池,液压缸在液压力的作用下右移x0,由于滑阀阀体与液压缸体固连在一起,因而阀体也右移x0,则阀口a、b的开口量减小(xv=xi-x0),直到x0=xi时,xv=0,阀口关闭,液压缸停止运动,从而完成液压缸输出位移对伺服滑阀输入位移的跟随运动。
若伺服滑阀反向运动,液压缸也作反向跟随运动。
由上可知,只要给伺服滑阀以某一规律的输入信号,执行元件就自动地、准确地跟随滑阀按照这个规律运动。
图9-1机液位置伺服系统原理图1-溢流阀 2-泵 3-阀芯 4-阀体(缸体)由此可以看出,液压伺服系统有如下特点:1.跟踪系统的输出量能够自动地、快速而准确地跟踪输入量的变化规律。
2.放大移动阀芯所需的力很小,只需要几牛顿到几十牛顿,但液压缸输出的力却很大,可达数千到数万牛顿。
功率放大所需要的能量是由液压泵供给的。
3.反馈把输出量的一部分或全部按一定方式回送到输入端,和输入信号作比较,这就是反馈。
回送的信号称为反馈信号。
若反馈信号不断地抵消输入信号的作用,则称为负反馈。
负反馈是自动控制系统具有的主要特征。
图9-1中的负反馈是通过阀体和缸体的刚性连接来实现的,液压缸的输出位移y连续不断地回送到阀体上,与阀芯的输入位移x相比较,其结果使阀的开口减小。
此例中的反馈是一种机械反馈。
反馈还可以是电气的、气动的、液压的或是它们的组合形式。
液压伺服工作原理液压伺服工作原理是液压系统中一种高效、精确、可靠的动力装置,广泛应用于机床、轮船、飞机等自动控制系统中。
本文深入分析液压伺服工作原理的基本构成、工作流程以及系统特点,旨在帮助读者更深入、全面地理解和掌握液压伺服工作原理。
一、液压伺服工作原理的基本构成液压伺服工作原理是以液压油作为工作介质的一种传动装置,液压伺服系统主要由液压泵、油箱、液压阀、液压缸(马达)等组成。
其中,液压泵的作用是将从油箱中吸入的液体压缩为高压油利用阀门控制器控制油液进入液压缸或马达,从而推动或旋转所需控制的执行机构。
除此之外,液压系统还包括调压阀、缓冲器、减压阀、压力表等辅助装置。
其中,调压阀的作用是保持液压系统的稳定性;缓冲器的作用是起到减震减压的效果;减压阀的作用是在系统中压力过高时进行降压处理;压力表的作用是记录系统中的压力信息以便对系统进行监测和控制。
二、液压伺服工作原理的工作流程液压伺服工作原理的工作流程主要可以分为四个步骤:液压泵工作、液压阀控制、液压缸(马达)工作和返回油流。
首先,当液压泵启动时,泵的转子开始旋转,通过连杆带动活塞运动,从油箱中吸入液体,将其压缩为高压油并将其送入液压系统中。
其次,液压阀控制油液的流动方向和流量,通过液压阀门的开启和关闭实现对液压缸或马达的控制。
当液压阀门打开时,系统中的高压油液便通过液压缸或马达推动或旋转所需控制的执行机构。
第三,液压缸或马达接受到控制信号后开始工作,同时液压缸或马达内的活塞或转子受到液压油液的作用力,从而完成所需动作。
例如,液压缸可以通过内部活塞的推动实现机械臂的伸缩、升降等操作。
最后,当执行机构完成动作后,系统中产生了一部分的回油流。
利用系统中的返回油路将回油流输送回到油箱中,同时利用油箱中的滤芯或过滤器将返回油液中的杂质进行过滤,以保证液压系统的正常运行。
三、液压伺服工作原理的系统特点液压伺服工作原理具有以下几个系统特点:1.高效性:液压伺服系统具有响应迅速、动作平稳、输出力矩大等特点。
液压伺服知识点总结一、液压伺服系统的组成和工作原理1. 液压伺服系统的组成液压伺服系统主要由液压源、执行元件、控制元件和辅助元件四大部分组成。
液压源提供液压能,驱动执行元件;执行元件是根据压力、流量等信号,将液压能转化为机械能,实现各种运动;控制元件是用来控制液压系统的工作状态和运动参数;辅助元件包括油箱、过滤器、冷却器等,用来保障液压系统的正常工作。
2. 液压伺服系统的工作原理液压伺服系统通过液压传动将输入信号转化为输出运动,并且可以通过控制元件对输出运动进行精确控制。
当输入信号发生变化时,控制元件会根据设定的控制规律,调节液压源的输出,从而实现对输出运动的精确控制。
二、液压伺服系统的特点1. 高效性液压伺服系统具有较高的动力密度,其输出功率与体积比较大,可以满足大功率、高速度、大扭矩的要求,适用于需要大功率输出的场合。
2. 高精度液压伺服系统通过精密的控制元件和反馈装置,可以实现对输出运动的精确控制,具有较高的位置精度和速度精度。
3. 高可靠性液压伺服系统的执行元件多采用液压缸或液压马达,无论是力矩输出还是直线运动,都可以满足高频率、高精度的运动要求,具有较高的可靠性和使用寿命。
4. 响应速度快液压伺服系统通过快速的液压传动和精密的控制,可以实现对输出运动的快速响应,满足高速运动和快速调节的需求。
5. 适应性强液压伺服系统适用于各种负载类型和工作环境,可以通过合理的设计和控制,满足各种不同的工作条件和要求。
三、液压伺服系统的应用领域液压伺服技术广泛应用于机床、冶金设备、塑料机械、造纸机械、船舶、航空航天、军工、汽车等领域,满足各种各样的高性能、高精度、高可靠的运动控制需求。
例如,液压伺服技术在数控机床上的应用,可以提高加工精度和生产效率;在冶金设备上的应用,可以实现高精度的位置控制和速度控制;在船舶和航空航天领域的应用,可以实现对复杂运动的精确控制等。
四、液压伺服系统的发展趋势1. 高速化随着工业自动化水平的不断提高,对液压伺服系统的响应速度和控制精度等性能要求越来越高,液压伺服系统将向高速、高精度方向发展。
第一章液压伺服系统概述液压伺服控制是一门新兴的科学技术。
它不但是液压技术的一个重要分支,而且也是控制领域中的一个重要组成部分。
早在第一次世界大战前,液压伺服控制已开始应用于海军舰艇中,作为操舵装置。
到第二次世界大战期间及以后,由于军事的刺激,自动控制特别是武器和飞行器控制系统的研究得到进一步的发展。
液压伺服控制因响应快,精度高和功率一重量比大等特点而受到特别的重视。
特别是近几十年,由于整个工业技术的发展,尤其是军事和航空航天技术的发展,促使液压伺服控制得到迅速发展。
使这门技术无论在元件和系统方面,还是在理论与应用方面都日趋完善和成熟,形成一门新兴的科学技术。
机械液压伺服控制出现较早,用在飞机上作为液压助力器,操纵飞机舵面。
40年代,首先在飞机上出现了电液伺服系统。
但该系统中的滑阀由伺服电动机驱动,作为电液转换器。
由于伺服电动机时间常数较大,限制了电液伺服系统的响应速度。
随着超音速飞机的发展,要求伺服系统反应速度越来越高,特别是像导弹控制,这就促进了快速电液伺服控制系统的产生与发展。
50年代初,出现了快速响应的永磁力矩马达,力矩马达与滑阀结合,形成了电液伺服阀。
50年代末,又出现了以喷嘴挡板阀作为第一级的电液伺服阀,进一步提高了电液伺服阀的快速性。
60年代,各种结构的电液伺服阀相继出现,其性能Et趋完善。
由于电液伺服阀和电子技术的发展,使电液伺服系统得到迅速的发展。
目前,液压伺服系统特别是电液伺服系统已成为武器自动化和工业自动化的一个重要方面。
凡是需要大功率、快速、精确反应的控制系统,都已经有了应用。
在国防工业中,如飞机的操纵系统、导弹的自动控制系统、火炮操纵系统、坦克火炮稳定装置、雷达跟踪系统和舰艇的操舵装置等系统中。
在一般工业中,用于机床、冶炼、轧钢、铸锻、动力、工程机械、矿山机械、建筑机械、拖拉机、船舶等系统中。
1.1 液压伺服控制系统的组成自动控制是用各类控制装置和仪表包括计算机代替人工,自动地、有目的地控制和操纵机器及生产设备,使生产设备的性能、机械化和自动化的水平不断提高。