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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。
伺服液压系统选型计算说明一、选型计算的目的和意义伺服液压系统选型计算是根据设备或机械的工作要求，确定适合的液压泵、液压马达、液压阀、液压缸等液压元件的型号和规格，以满足设备和机械的工作性能要求。
正确的选型计算可以确保伺服液压系统的性能稳定、工作可靠，并提高系统的工作效率和使用寿命。
二、选型计算步骤（一）确定工作要求和参数在进行伺服液压系统选型计算之前，必须明确设备或机械的工作要求和参数，包括但不限于以下几个方面：1.工作负载和力矩要求：根据设备或机械的工作情况，确定其所需的负载和力矩要求。
2.工作速度和加速度要求：根据设备或机械的工作要求，确定其所需的工作速度和加速度。
3.系统压力要求：根据设备或机械的工作要求，确定其所需的工作压力范围。
4.工作循环和周期要求：根据设备或机械的工作情况，确定其所需的工作循环和周期要求。
（二）液压驱动元件选型计算1.液压泵的选型计算：根据设备或机械的工作要求和参数，通过计算来确定所需的液压泵的流量和压力。
液压泵的选型计算公式为：流量(Q)=负载(q)/工作速度(v)压力(P)=最大工作压力+泄露压力+额外压力其中，最大工作压力为设备或机械工作过程中所需的最大压力，泄露压力为液压系统中由于密封问题引起的泄露压力，额外压力为考虑系统的安全因素和冗余设计等所需的压力。
2.液压马达的选型计算：根据设备或机械的工作要求和参数，通过计算来确定所需的液压马达的扭矩和转速。
液压马达的选型计算公式为：扭矩(T)=负载(F)×杠杆臂长度(r)转速(N)=负载(F)×杠杆臂长度(r)/液压马达流量(Q)其中，负载为设备或机械工作过程中所承受的力或力矩，杠杆臂长度为负载施加在设备或机械上的杠杆臂长度。
（三）液压控制元件选型计算根据设备或机械的工作要求和参数，确定所需的液压控制元件的型号和规格。
通常液压控制元件包括液压阀、液压缸等。
液压阀的选型计算主要考虑流量和压力的要求，液压缸的选型计算主要考虑工作负载和速度。
伺服液压系统选型及计算说明1、客户提供伺服液压系统工作原理要求如下：电机：15kW ，工作压力15-16-25MPa伺服油缸：D=100㎜ d=70㎜，L=200㎜,压力等级25MPa垂直安装，中间铰接耳轴结构，工作状态为上下举升重物，传感器内置结构，内置传感器误差＜0.1㎜，精度0.02%F.S,重复性＜0.02%F.S系统要求：（1）整个系统控制8条油缸，两个为一组，分为四组，四组油缸平面布置为平行四边形分布，每组油缸两缸间距可调，调整行程为7米，此调整为机械结构调整，不用液压控制，但调整油缸的油管软管部分使用拖链形式，工作时有时8条油缸同步，有时为一组中的两缸同步，有时为一侧的两组四条缸同步，有时为一端的两组四条缸同步，同步位置高度误差小于0.2㎜。
（2）油缸升降速度可调。
（3）有防重物油缸急降功能。
（4）原理图完备，元器名细表型号完备，拖链型号。
（5) 液压系统阀件、泵为力士乐产品，油缸可选，但必须是知名品牌。
2、计算选型说明（1）系统额定流量的确定由电机功率15KW ，工作压力按照25MPa ，根据公式p=60Q P ⨯得出系统的额定流量不大于 Q=P p 60⨯=256015⨯=36L/min ，取总效率为0.8，则系统额定流量不大于36×0.8=28.8L/min ；（2）泵的选取按照上述计算的流量参数，选取力士乐排量为28ml/r 的恒压变量柱塞泵，采用6级电机，得额定流量为Q=1000min /r 960r /ml 28⨯=26L/min ； 油泵型号：A10VSO28DR/31R-PPA12NOO（3）计算油缸的速度按照8条油缸同时动作算得单只油缸通过的流量为：Q1=26/8=3.25L/min ，取3L/min 按照无杆腔计算，由公式Q=vA 算得油缸的速度： V=A Q =10104/10003⨯⨯⨯π=38.2cm/min=6.36mm/s ；取6mm/s ； （4）同步位置误差小于0.2mm 的时间要求同步位置控制精度0.2mm ，油缸以6mm/s 的速度运动，运行0.2mm 的时间为： t=0.2/6=0.03s=30ms ；此计算的数据30ms 即是该系统保证同步误差小于0.2mm 的总响应时间，这其中包括泵从零压到100%压力建立起来、阀的响应、位移检测的响应、控制系统的响应等因素在内。
勃特克boatke液压系统先给您设计环保方案环保绿色已成为了现在人们非常关心的一个问题，所以在现代液压工业机械生产中，液压系统的环保绿色设计真的非常重要。
首先环保绿色设计原则是在传统液压系统设计中通常依据的技术原则、成本原则和人机工程学原则的基础上纳入环境原则，并将环境原则置于优先考虑的地位。
液压系统环保绿色设计的原则可概括如下：(1)资源最佳利用率原则少用短缺或稀有有原材料，尽量寻找其代用材料，多用废料，余料或回收材料作为原材料；提高产品的可靠性和使用寿命；尽量减少产品中材料的种类，以利于产品废弃后的有效回收等。
(2)能量损耗最少原则尽量采用相容性好的材料，不采用难以回收或无法回收的材料；在保证产品耐用的基础上，赋予产品合理的使用寿命，努力减少产品使用过程中的能量消耗。
(3)零污染原则尽量少用或不用有毒有害的原材料。
(4)技术先进性原则优化产品性能，在结构设计中树立“小而精”的设计思想，有同一性能情况下，通过产品的小型化尽量节约资源的使用量，如采用轻质材料，去除多余的功能、避免过度包装等，减轻产品重量；简化产品结构，提倡“简而美”的设计原则，如减少零部件数目，这样既便于装配、拆卸，又便于废弃后的分类处理；采用模块化设计，此时产品是由各功能模块组成，既有利于产品的装配、拆卸，又便于废弃后的回收处理，在设计过程中注重产品的多品种及系列化；采用合理工艺，简化产品加工流程，减少加工工序，简化拆卸过程，如结构设计时采用易于拆卸的连接方式、减少紧固件用量、尽量避免破坏性拆卸方式等；尽可能简化产品包装且避免产生二次污染。
伺服液压站有独立的动力装置勃特克boatke伺服液压泵站,有独立的液压动力装置,它按照执行机构的要求向系统提供压力油液,并控制油液的方向,压力和流量,适用于主机与液压泵站可分离的各种液压机械上,用户只需将液压站与主机上的执行机构(油缸或油马达)用油管连接,液压机械便可实现相应的工艺动作伺服液压站可根据工艺动作的变化按需提供流量和压力,特别适用于生产工艺有周期性变化的应用场合。
伺服电机控制高压大流量双泵液压动力系统分析发表时间：2020-08-07T16:48:14.110Z 来源：《科学与技术》2020年8期作者：张峰[导读] 伺服电机与定量泵组成的液压动力源具有良好的节能效果摘要：伺服电机与定量泵组成的液压动力源具有良好的节能效果，该系统由于使用伺服电机，所以具有响应速度快、压力与流量控制精度高等特点。
伺服电机转速随系统的流量需求而变化，无节流损失。
在压制保压、冷却时间长的产品时，该系统具有非常显著的节能效果。
目前，大型高端液压机对节能和精度的要求越来越高，但传统的伺服电机泵控系统受电机容量和泵排量的限制，难以实现高压大流量的设计要求。
关键词：伺服电机控制高压大流量；双泵液压动力系统；为了解决液压机对动力源高压大流量输出的需求，由伺服电机与液压泵组成的泵控系统已经广泛应用于液压设备中。
并取得了良好的效果。
一、原理伺服液压机的基本由两组交流伺服电机驱动的内啮合泵直接连接到主缸上下腔，在泵与油缸之间连接有安全模块。
泵出口、安全模块以及主缸上下腔分别连接有压力传感器检测系统各点压力，输入控制系统对交流伺服电机的转速进行伺服控制。
安全模块用于保护系统安全，防止系统超压和支撑运动件自重。
液压系统超压时，安全模块的插装阀阀芯开启，向油箱中释压。
泵的出口也设有安全装置，超压情况下也向油箱释压。
滑块位置由高精度的MTS 磁致伸缩尺检测，其精度达0.005mm。
充液阀采用独立的油泵电机组和恒压控制阀块系统压力、滑块位置采用高精度传感器，通过电气系统的运动控制技术进行闭环控制，可在行程范围内根据工艺需要输出不同工作压力及流量，实现精密定压工艺和精密定程工艺，定压精度±0.02MPa，定程精度±0.01mm。
主缸上下腔分别由两台交流伺服电机驱动内啮合齿轮泵单独控制，可实现主缸上腔进油，同时下腔向油箱抽油，极大减小了主缸下腔回油阻力，提高滑块快下速度。
充液阀比例伺服恒压控制技术，提高了充液阀工作可靠性和反应速度。
勃特克boatke液压系统先给您设计环保方案环保绿色已成为了现在人们非常关心的一个问题，所以在现代液压工业机械生产中，液压系统的环保绿色设计真的非常重要。
首先环保绿色设计原则是在传统液压系统设计中通常依据的技术原则、成本原则和人机工程学原则的基础上纳入环境原则，并将环境原则置于优先考虑的地位。
液压系统环保绿色设计的原则可概括如下：(1)资源最佳利用率原则少用短缺或稀有有原材料，尽量寻找其代用材料，多用废料，余料或回收材料作为原材料；提高产品的可靠性和使用寿命；尽量减少产品中材料的种类，以利于产品废弃后的有效回收等。
(2)能量损耗最少原则尽量采用相容性好的材料，不采用难以回收或无法回收的材料；在保证产品耐用的基础上，赋予产品合理的使用寿命，努力减少产品使用过程中的能量消耗。
(3)零污染原则尽量少用或不用有毒有害的原材料。
(4)技术先进性原则优化产品性能，在结构设计中树立“小而精”的设计思想，有同一性能情况下，通过产品的小型化尽量节约资源的使用量，如采用轻质材料，去除多余的功能、避免过度包装等，减轻产品重量；简化产品结构，提倡“简而美”的设计原则，如减少零部件数目，这样既便于装配、拆卸，又便于废弃后的分类处理；采用模块化设计，此时产品是由各功能模块组成，既有利于产品的装配、拆卸，又便于废弃后的回收处理，在设计过程中注重产品的多品种及系列化；采用合理工艺，简化产品加工流程，减少加工工序，简化拆卸过程，如结构设计时采用易于拆卸的连接方式、减少紧固件用量、尽量避免破坏性拆卸方式等；尽可能简化产品包装且避免产生二次污染。
伺服液压站有独立的动力装置勃特克boatke伺服液压泵站,有独立的液压动力装置,它按照执行机构的要求向系统提供压力油液,并控制油液的方向,压力和流量,适用于主机与液压泵站可分离的各种液压机械上,用户只需将液压站与主机上的执行机构(油缸或油马达)用油管连接,液压机械便可实现相应的工艺动作伺服液压站可根据工艺动作的变化按需提供流量和压力,特别适用于生产工艺有周期性变化的应用场合。
用液压元件组成的伺服系统(什么是伺服系统)称为液压伺服系统，并且液压伺服系统具有易于实现直线运动的速度位移及力控制，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，控制精度高，稳定性容易保证等优点我们设计的液压伺服系统具有以下的工作特性：(1) 具有位置跟踪系统。
(2) 具有力放大系统。
(3) 液具有负反馈系统。
(4) 具有误差系统。
并且可以按输出物理量分：位置、速度、力伺服系统；按信号分类：机液、电液、气液伺服系统；按元件分：阀控系统、泵控系统。
高压泵是反渗透法海水淡化技能使用中的一个关键设备。
现有的伺服液压系统高压泵根本为机械式构造。
常用泵的类型是单级、高速离心泵、柱塞泵和多级离心泵。
一般，单级离心泵功率最低，柱塞泵功率最高，在大体系中多采用多级离心泵。
其主要缘由在于：要想使高压泵到达较高的功率，有必要要使一些重要部件到达很高的加工精度，这就需求十分专业、贵重的加工设备和很大的加工费用。
因此进口伺服液压系统高压泵的报价甚高。
应用领域：物流提升设备、金属成型机、冶金设备、热/冷轧轧钢、水泥回转炉、玻璃制造、电力等!勃特克boatke伺服液压系统的几种组成液压伺服控制装置将当前被控对象的被控物理量信号与控制指令信号进行比较，产生偏差信号，偏差信号它可以精确和实时反映被控对象与控制指令的差别。
偏差信号经过比例放大器进行信号功率放大，输入液压控制元件产生需要的液压流量和压力驱动液压执行元件运动，并推动被控对象运动。
传感器检测被控对象的被控物理量，并送入比较环节。
由此构成控制信号封闭循环回路，液压伺服控制系统也是闭环控制。
上述控制过程可以用方块图形象描述，系统是闭环控制结构。
闭环液压控制系统中不仅存在控制器对被控对象的前向控制作用，还存在被控对象对控制器的反馈作用。
闭环控制系统具有控制精度高、动态响应快、自动补偿外界干扰产生误差的特点。
伺服液压控制系统的优缺点伺服液压控制系统是从1950年开始出现的，几十年来获得了很大的发展，目前在各种技术领域里几乎都广泛的使用了液压控制。
优点：(1)在勃特克boatke液压执行机构的动作快，换向迅速。
就流量——速度的传递函数而言，基本上是一个固有频率很大的振荡环节，而且随着流量的加大和参数的最佳匹配可以使固有频率增大到和电液伺服阀的固有频率相比。
电液伺服阀的固有频率一般在100HZ以上，因而液压执行机构的频率响应是很快的，而且易于高速启动、制动和换向。
与机电系统执行机构相比，固有频率通常较高。
(2)液压执行机构的体积和重量远小于相同功率的机电执行机构的体积和重量。
因为随着功率的增加液压执行机构（如阀、液压缸或马达）的体积和重量的增加远比机电执行机构增加的慢，这是因为前者主要靠增大液体流量和压力来增加功率，虽然动力机构的体积和重量也会因此增加一些，但却可以采用高强度和轻金属材料来减少体积和重量。
(3)液压执行机构传动平稳、抗干扰能力强，特别是低速性能好，而机电系统的传递平稳性较差，而且易受到电磁波等各种外干扰的影响。
(4)液压执行机构的调速范围广，功率增益高。
缺点：(1)液压信号传递速度慢不易进行校正，而电信号则是按光速来传递信息，而且易于综合和校正。
但是电液伺服系统由于在功率级以前采用了电信号，因而不存在这一缺点，而且在某种意义讲这种系统具备了电、液两类伺服的优点。
(2)液压伺服系统的结构复杂、加工精度高，因而成本高。
(3)液体的体积弹性模数随温度和混入油中的空气含量而变。
当温度变化时对系统性能有显着影响。
与此相反，温度对气体的体积弹性模数影响很小，因此对气动控制系统的工作性能影响不大。
温度对液体的粘度影响很大，低温时摩擦损失增大；高温时泄漏增加，并容易产生气穴现象。
(4)漏油是液压系统的弱点，它不仅污染环境，而且容易引发火灾。
液压油易受污染，并可造成执行机构堵塞。
伺服液压系统的传输量不够力？勃特克boatke伺服液压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。
液压伺服系统的工作原理响应速度快、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。
行元件所控制的通常是位置、速度等机械量。
指令信号元件又称参考信号元件，它发出代表位置、速度或其他量的指令信号。
大功率与小功率之比可以达几百万号比较，得到误差信号，如果误差不是零，便进行调节。
例如在高射炮自动瞄准系统中，雷达跟踪飞机，并将信号送给指挥仪，指挥仪计算出高射炮管应处的位置，炮管的实际位置与指挥仪算出的指令位置在系统中不断进行比较和调节，直到误差小于许可值时才射击。
液压伺服系统通常应包括：实际状态的测量反馈元件；小功率指令信号的传递元件和大功率液压执行元件；期望状态和反馈状态的比较元件；差值信号的放大元件。
液压伺服系统分为机械液压伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。
它们的指令信号分别为机械信号、电信号和气压信号。
电液伺服系统因电气控制灵活而得到广泛的应用；气液伺服系统用于防爆的环境或容易获得气压信号的场合。
液压伺服系统应具有必要的性能：工作稳定；中应用最广泛的一种。
在精密加工的定位系统中,液压伺服系统能保证小于0.1boatke伺服系统的指令信号，通过液压伺服系统和执行元件进行跟踪的。
伺服液压站中对密封的技术要求①本部分适用于以液压油或性能相当的其他矿物油为工作介质的双作用或单作用伺服液压站用液压缸。
②缸内径为40~500mm的单、双作用伺服液压缸的内泄漏量在额定工作压力下不得大于规定值。
③缸内径大于500mm的双作用或单作用伺服液压缸的内泄漏量,当调节伺服液压缸系统压力至伺服液压缸的额定工作压力时,在无杆腔施加额定工作压力,打开有杆腔油口,保压5min后,压降应为0.8MPa以下。
④除活塞杆(柱塞杆)处外,其他各部位不得有渗漏。
⑤活塞杆(柱塞杆)静止时其他各部位不得有渗漏。
⑥双作用伺服液压站液压缸,活塞全程换向5万次,活塞杆处外泄漏不成滴。
换向5万次后,活塞每移动100m,当活塞杆直径d≤50mm时,外泄漏量qv≤0.05mL;当活塞杆直径d>50mm时,外泄漏量q、≤0.001dmL⑦活塞式单作用伺服液压站液压缸,活塞全程换向4万次,活塞杆处外泄漏不成滴。
换向4万次后,活塞每移动80m,当活塞杆直径d≤50mm时,外泄漏量q、≤0.05ml;当活塞杆直径d>50mm时,外泄漏量qv≤0.001dmL。
⑧柱塞式单作用伺服液压站液压缸,柱塞全行程换向2.5万次,柱塞杆处外泄漏不成滴。
换向2.5万次后,柱塞每移动65m时,当柱塞直径d≤50mm时,外泄漏量q、≤0.05mL;当柱塞杆直径d>50mm时,外泄漏量q≤0.001dmL。
⑨耐久性a.双作用伺服液压缸,当活塞行程L≤500mm时,累计行程≥100km;当活塞程L>500mm时,累计换向次数N≥20万次b.活塞式单作用伺服缸,当活塞行程L≤500mm时,累计行程≥100km;当活塞行程L>500mm时,累计换向次数N≥20万次柱塞式单作用伺服缸,当柱塞行程L≤500mm 时,累计换向次数N≥15万次时,累计行程≥75km;当柱塞行程耐久性试验后,内泄漏增加值不得大于规定值的2倍,零件不应有异常磨损和其他型式的损坏伺服液压系统工作特性以及应变速度勃特克boatke伺服液压系统其自身是个独立的系统装置，设备在进行使用的过程中主要是按照其执行结构的要求来像设备系统中提供其油液，伺服液压系统在运行时可以有效的控制其油液的流量、方向以及压力等。
伺服液压系统在运行的过程中可以根据其工艺的动作的变化来提供其所需要的压力以及流量，这样的使用方法非常合适其生产工艺中出现的其周期的变化，设备运行时可以实现直线运动以及速度位移的控制力。
伺服液压系统在运行的过程中其应变的速度是非常快的，整个设备的控制精度也是比较的高，设备的运行的过程中非常容易确保其稳定的性能，整个设备具有很好的跟踪以及放大的系统。
伺服液压系统在同样功率的控制系统中，整个设备的液压体积是比较小的，且设备的自身重量也比较轻，这主要是因为其机电的元件，在使用的过程中要是受到其材料的饱和作用的限制，这样设备输出去的功率就会变得比较小。
提高其伺服液压系统的压力可以通过其提高设备的输出功率，在运行的过程中只会受到其密封技术以及机械强度的限制，一般情况下设备在做其直线运动的时候会采用其液压系统。
伺服液压系统在航空以及飞行器等领域中使用的最为广泛，基本所有的中远程导弹的控制系统都是采用的液压系统，因为这样的系统在运行的过程中会产生其大的速度，也就意味着时间常数小，响应速度快，这样的系统具有很好的动态性能。
