液压——阀控缸实验

《0.6MN自由锻液压机阀控缸力闭环控制特性研究》篇一一、引言液压机作为现代工业生产中不可或缺的重要设备，其控制特性的研究对于提高生产效率、保证产品质量以及降低能耗具有重要意义。

0.6MN自由锻液压机作为一种常见的液压设备，其阀控缸力闭环控制特性的研究，不仅有助于了解其工作原理和性能特点，还可以为液压机的设计、制造和使用提供理论依据和技术支持。

二、液压机的工作原理及结构0.6MN自由锻液压机主要依靠液体压力进行工作，通过控制阀门开关和液压缸的位移来实现力的输出。

其结构主要由油箱、液压泵、控制阀、液压缸等部分组成。

其中，阀控缸力闭环控制系统是液压机的核心部分，它通过传感器实时检测液压缸的位移和力，将检测信号与设定值进行比较，然后通过控制器对阀门进行控制，实现力的闭环控制。

三、阀控缸力闭环控制系统的特性阀控缸力闭环控制系统具有以下特性：1. 精确性：该系统通过实时检测液压缸的位移和力，与设定值进行比较，然后对阀门进行精确控制，从而保证输出力的准确性。

2. 快速性：该系统响应速度快，能够在短时间内对阀门进行控制，实现力的快速调整。

3. 稳定性：该系统具有较好的稳定性，能够在长时间的工作过程中保持力的输出稳定。

4. 灵活性：该系统可以通过改变设定值，实现不同力值的输出，满足不同工艺的需求。

四、阀控缸力闭环控制系统的研究方法阀控缸力闭环控制系统的研究方法主要包括理论分析、仿真分析和实验分析。

1. 理论分析：通过对液压机的工作原理和阀控缸力闭环控制系统的结构进行分析，建立数学模型，推导出系统的传递函数和性能指标。

2. 仿真分析：利用计算机仿真软件对阀控缸力闭环控制系统进行仿真分析，验证理论分析的正确性，并优化系统参数。

3. 实验分析：通过实验测试阀控缸力闭环控制系统的实际性能，包括精确性、快速性、稳定性和灵活性等方面，为系统的优化提供依据。

五、实验结果与分析通过实验测试，我们可以得到阀控缸力闭环控制系统的实际性能数据。

桂林电子科技大学流体传动与控制实验报告实验名称液压元件拆装实验机电工程学院微电子制造工程专业辅导员意见：12001503班第实验小组作者学号同作者辅导员实验时间年月日成绩签名一、实验目的1、进一步理解常用液压泵的结构组成及工作原理。

2、掌握的正确拆卸、装配及安装连接方法。

3、掌握常用液压泵维修的基本方法。

二、实验要求1、实习前认真预习，搞清楚相关液压泵的工作原理，对其结构组成有一个基本的认识。

2、针对不同的液压元件，利用相应工具，严格按照其拆卸、装配步骤进行，严禁违反操作规程进行私自拆卸、装配。

3、实习中弄清楚常用液压泵的结构组成、工作原理及主要零件、组件特殊结构的作用。

三、实验内容在实验老师的指导下，拆解各类液压泵、液压阀，观察、了解各类零件在液压泵中的作用，了解各类液压泵的工作原理，按照规定的步骤装配各类液压泵。

四、实验过程齿轮泵工作原理：在吸油腔，轮齿在啮合点相互从对方齿谷中退出，密封工作空间的有效容积不断增大，完成吸油过程。

在排油腔，轮齿在啮合点相互进入对方齿谷中，密封工作空间的有1-后泵盖 2-滚针轴承 3-泵体 4-前泵盖 5-传动轴 思考题：齿轮泵由哪几部分组成？各密封腔是怎样形成？答：（1）齿轮泵由泵盖、平衡区、前支撑座、齿轮、密封圈、后支承座、进油口、出油口、壳体组成的（2）外啮合齿轮泵壳体中的一对齿轮的各个齿间槽和壳体共同组成了密封工作腔。

2、齿轮泵的密封工作区是指哪一部分？答：吸油区和压油区。

3、图中，a、b、c、d 的作用是什么？答：封油槽d的作用：用来防止泵内油液从泵体一泵盖接合面外泄。

4、齿轮泵的困油现象的原因及消除措施。

答：（1）困油现象：液压油在渐开线齿轮泵运转过程中，常有一部分液压油被封闭在齿轮啮和处的封闭体积区内，因齿间的封闭体积大小随着时间改变，会导致该封闭体积内液体的压力急剧波动变化，这种现象被称作为困油现象。

（2）消除措施：在侧板开设卸荷槽5、该齿轮泵有无配流装置？它是如何完成吸、压油分配的？答：该齿轮没有配流装置，齿轮啮合分开时候吸油，在啮合时候排油，如此往复。

《0.6MN自由锻液压机阀控缸力闭环控制特性研究》篇一摘要本文针对0.6MN自由锻液压机的阀控缸力闭环控制特性进行研究。

首先介绍了液压机的基本原理及阀控缸力闭环控制的重要性，然后详细分析了该液压机的控制系统结构及工作原理，并进一步探讨了其力闭环控制的实现方式与控制特性。

通过对实验数据的分析，得出结论，并对未来的研究方向提出建议。

一、引言液压机作为一种重要的工业设备，广泛应用于锻造、压制、成型等工艺过程中。

其中，阀控缸力闭环控制是液压机性能的关键因素之一。

0.6MN自由锻液压机作为一种常见的中小型液压设备，其阀控缸力闭环控制特性的研究对于提高设备性能、保障生产安全具有重要意义。

二、液压机基本原理及阀控缸力闭环控制的重要性液压机利用液体传动和控制的原理，通过液压泵将机械能转化为压力能，从而实现锻造、压制等工艺过程。

阀控缸力闭环控制是指通过传感器实时检测缸体受力情况，将检测到的信号与设定值进行比较，通过控制系统调节阀门的开度，实现对缸体受力的精确控制。

这种控制方式能够提高液压机的稳定性和精度，对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。

三、0.6MN自由锻液压机控制系统结构及工作原理0.6MN自由锻液压机的控制系统主要由传感器、控制器、执行器等部分组成。

传感器负责实时检测缸体受力情况，并将信号传输给控制器；控制器对信号进行处理，并与设定值进行比较，输出控制指令；执行器根据控制指令调节阀门的开度，实现对缸体受力的精确控制。

该液压机采用先进的电子技术和控制算法，具有高精度、高稳定性的特点。

四、阀控缸力闭环控制的实现方式与控制特性阀控缸力闭环控制的实现主要依赖于高精度的传感器和先进的控制系统。

传感器实时检测缸体受力情况，将信号传输给控制器；控制器对信号进行处理，并与设定值进行比较，通过调节阀门的开度来控制缸体受力。

这种控制方式具有以下特点：1. 高精度：传感器和控制系统的高精度保证了缸体受力的精确控制。

2. 高稳定性：控制系统采用先进的算法和技术，保证了液压机在长时间运行过程中的稳定性。

《0.6MN自由锻液压机阀控缸力闭环控制特性研究》篇一一、引言随着工业技术的不断进步，液压机作为一种重要的工艺设备，在金属加工、材料锻造等领域得到了广泛应用。

其中，0.6MN自由锻液压机因其高效率、高精度和高稳定性的特点，在工业生产中扮演着重要角色。

本文将重点研究0.6MN自由锻液压机的阀控缸力闭环控制特性，探讨其控制原理、系统构成及性能特点，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。

二、阀控缸力闭环控制原理阀控缸力闭环控制是一种基于反馈原理的液压机控制方式，通过传感器实时监测液压缸的力值，将该力值与设定值进行比较，根据比较结果调整阀门的开度，从而实现对液压缸的精确控制。

在0.6MN自由锻液压机中，阀控缸力闭环控制主要依赖于以下原理：1. 传感器检测：通过安装在液压缸上的力传感器，实时检测液压缸的力值，并将其转换为电信号。

2. 比较与调整：将传感器检测到的力值与设定值进行比较，根据比较结果调整阀门的开度。

当实际力值小于设定值时，增大阀门开度，增加液压缸的进油量；当实际力值大于设定值时，减小阀门开度，减少进油量。

3. 闭环控制：通过不断调整阀门开度，使液压缸的力值接近或等于设定值，实现闭环控制。

三、系统构成及性能特点0.6MN自由锻液压机的阀控缸力闭环控制系统主要由以下几部分构成：1. 液压泵：提供稳定的液压动力，保证液压机的正常工作。

2. 阀门：根据控制系统的指令，调整进油量和出油量，从而控制液压缸的力值。

3. 传感器：实时检测液压缸的力值，并将其转换为电信号，供控制系统使用。

4. 控制系统：包括比较器、控制器、驱动器等部分，实现阀控缸力闭环控制的整个过程。

该系统的性能特点主要体现在以下几个方面：1. 高精度：传感器实时检测液压缸的力值，并通过控制系统不断调整阀门开度，实现高精度的力值控制。

2. 高稳定性：系统采用闭环控制方式，当外界环境或负载发生变化时，系统能够快速调整阀门开度，保持液压缸的力值稳定。

液压传动双缸控制回路实验一、实验目的1. 通过实验，深入了解双缸顺序动作回路的组成、原理和特点；2. 掌握各种双缸顺序动作回路设计方法，掌握所用仪器、设备的使用方法，并能根据实验结果对所设计的回路进行分析。

二、实验要求对下列三种回路，选择一种，对实验完成实验操作、调试和报告内容。

三、实验装置1.THPYC-1B型透明液压传动与PLC实验装置2.用顺序阀和行程开关的双缸顺序动作回路：透明双作用油缸2个、行程开关1个、透明顺序阀1个、透明单向阀1个、透明换向阀1个、透明压力表1个、透明先导式溢流阀1个、软管若干。

3.用压力继电器和行程开关组合的顺序动作回路：透明油缸行程开关1个、透明O型换向阀1个、透明压力表1个、透明油缸2个、透明压力继电器1个、透明压力继电器2个、透明M型换向阀1个、透明先导式溢流阀1个、软管若干。

4.串联同步回路：透明油缸2个、透明手动换向阀1个透明压力表1个、透明溢流阀1个、软管若干。

四、实验步骤1.根据各回路图，选择所需的液压元件，把它们有布局的卡在铝型台面上，再用软管将它们连接在一起，组成回路。

2.并按照所选压力控制回路图组装液压回路，按照给定的继电器或PLC控制接线图接线，用继电器或PLC对液压系统进行控制；3.启动：液压泵出口接油箱，接通电源，启动电机，空运转几分钟；4.分别对各回路进行动作，实验压力的测试和控制。

（1）用顺序阀和行程开关的双缸顺序动作回路(如图2-16、2-17、2-18所示)实现的双缸动作顺序为：左缸前进，右缸前进，左右缸同时退回。

1、透明双作用油缸2、行程开关3、透明顺序阀4、透明单向阀5、透明换向阀6、透明压力表7、透明溢流阀图2-16双缸顺序动作回路系统图1)按钮操作 Z1得电①→②→先后伸出Z2得电双缸同时退回（管道油阻不同，有可能不能同时退回）2)将电磁铁的动作顺序填入表2-7中。

表2-7 电磁铁动作顺序表按动作表用继电器控制或PLC编程完成双缸顺序动作，其中继电器控制电气接线图如图2-17所示。

实验六液压多缸顺序控制回路
一、实验目的
1、了解压力控制阀的特点；
2、掌握顺序阀的工作原理、职能符号及其运用；
3、了解压力继电器的工作原理及职能符号；
4、会用顺序阀或行程开关实现顺序动作回路。

二、实验器材
QCS014B装拆式液压教学实验台。

1台
三、实验原理
液压系统图
1泵站 2溢流阀 3压力表 4三位四通电磁阀 5顺序阀
6液压油缸 7接近开关
四、实验步骤
1.根据试验内容，设计实验所需的回路，所设计的回路必须经
过认真检查，确保正确无误；
2.按照检查无误的回路要求，选择所需的液压元件，并且检查
其性能的完好性；
3.将检验好的液压元件安装在插件板的适当位置，通过快速接
头和软管按照回路要求，把各个元件连接起来（包括压力表）；
4.将电磁阀及行程开关与控制线连接；
5.按照回路图，确认安装连接正确后，旋松泵出口自行安装的
溢流阀。

经过检查确认正确无误后，再启动油泵，按要求调
压。

不经检查，私自开机，一切后果由本人负责；
6.系统溢流阀做安全阀使用，不得随意调整；
7.根据回路要求，调节顺序阀，使液压油缸左右运动速度适中；
8.实验完毕后，应先旋松溢流阀手柄，然后停止油泵工作。

经
确认回路中压力为零后，取下连接油管和元件，归类放入规
定的抽屉中或规定地方。

五、参考实验（液压系统图）
1、行程开关控制的顺序回路
Y1
4 1泵站 2溢流阀 3三位四通电磁换向阀 4液压油缸
5压力表
2、压力继电器控制的顺序回路
1泵站 2溢流阀 3压力表 4二位四通单电磁阀 5压力继电器 6液压油缸。

最新液压实验实验报告实验目的：本实验旨在通过实际操作和观察，加深对液压系统工作原理的理解，掌握液压泵、液压缸、控制阀等液压元件的使用方法，并能够通过实验数据分析液压系统的效率和性能。

实验设备：1. 液压泵站一套，包括电机、泵体、油箱和滤清器。

2. 液压缸若干，用于实现直线运动。

3. 控制阀组合，包括方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。

4. 压力表和流量计，用于实时监测系统状态。

5. 负载模拟器，模拟实际工作中的阻力。

6. 实验台及相关辅助工具。

实验步骤：1. 检查液压油的清洁度和油位，确保液压油无污染且油位适当。

2. 启动液压泵站，调整电机转速，使泵站达到预定工作压力。

3. 通过控制阀调整液压缸的行程和速度，记录液压缸的升速和降速时间。

4. 在液压缸上施加不同负载，使用压力表监测液压系统的压力变化。

5. 通过流量计测量液压缸在不同工作状态下的流量。

6. 改变控制阀的设置，观察系统响应时间和压力、流量的变化。

7. 记录所有实验数据，并拍照留存液压系统的工作状态。

实验结果：1. 液压缸的升速和降速时间与控制阀的开度和液压油流量有直接关系。

2. 系统压力随着负载的增加而上升，但在达到设定的压力控制阀限制后趋于稳定。

3. 流量控制阀能够有效调节液压缸的工作流量，从而影响液压缸的运动速度。

4. 实验数据显示，液压系统的效率受到负载大小、液压油粘度和系统泄漏等因素的影响。

实验结论：通过本次实验，验证了液压系统的工作原理和性能特点。

实验结果表明，合理配置和调整液压元件可以有效地控制液压系统的工作状态，满足不同工作条件下的需求。

同时，实验也揭示了液压系统在实际应用中可能遇到的问题，如泄漏和效率下降等，为后续的系统优化和维护提供了参考依据。

实验报告1.实验目标使用matlab 编程实现液压缸的开环、闭环及有扰动时的pid 控制仿真。

2.实验原理液压缸的传递函数为ss G 1)(=，输入电压信号，输出为液压缸的位移，通过设计pid 控制器，在matlab 里编程进行仿真实现液压缸控制。

3.试验内容3.1判断系统的截止频率画出系统s s G 1)(=的bode 图，幅值降为-3db 时，频率不大于2rad/s ，根据工程经验，采样频率至少应取为20 rad/s ，采样周期应小于0.314s 。

图1 控制系统的频率特性Matlab 程序： %系统伯德图 sys=tf([1],[1,0]); bode(sys);3.2原连续系统的开环响应特性连续系统的传递函数为ss G s X s Y 1)()()(==，离散化后变为差分方程： T k y k x k y *)1()()(-+=输入信号为阶跃输入s t t 10),(1≤，采样时间为0.1s ，系统响应如下图所示：图2 控制系统的开环响应特性Matlab 程序： %液压缸t=0.1; %采样时间 u=ones(1,100); %阶跃输入 y=zeros(1,100);u(1)=1; for i=2:100y(i)=y(i-1)+u(i)*t; %差分方程 end plot(y,'r'); hold on; plot(u,'b--');title(' step response '); legend('output','input'); xlabel('ms'); ylabel('magnitude');3.3 pid 开环控制Pid 开环控制方块图如下图所示：y(t)Pid 控制器算式：tt dr kddt t r ki t kpr t u )()()()(++=⎰ 采用矩形积分：T T k r kT r dt t dr T T j r jT r dt t r k kT e t e kj ))1(()()(2/)])1(()([)(3,2,1),()(1--=⋅-+==≈∑⎰=离散控制器为：TT k r kT r kdj r k r r T ki k kpr T T k r kT r kdT T j r jT r ki k kpr k u kj kj ))1(()(])(2)()1([(2/)())1(()(2/)])1(()([)()(11--++--⋅⋅+=--+⋅-++=∑∑==Matlab 程序：function u=open_loop(kp,ki,kd,t,m) %p 、ki 、kp 分别为pid 控制参数，t 为采样时间，m 为仿真时间 w=m/t; %计算步数 e=ones(1,100);%参考输入 u=zeros(1,w); h=0; e(1)=0;e(2)=0;% 记为零时刻 for i=2:w if i<=100 n=0; h=h+2*e(i); n=e(i)-e(i-1);u(i)=kp*e(i)+t/2*ki*(h-e(2)-e(i))+kd*n/t; u(i)=u(i-1)+u(i)*t; else u(i)=u(i-1); end end plot(u,'r'); hold on; plot(e,'b--') xlabel('ms'); ylabel('magnitude'); legend('output','input');输入open_loop(1,0,0,0.1,40) ,kp=1,ki=0,kd=0,t=0.1s,t=40s, 输出为图3 输入阶跃信号时pid 开环控制的响应特性3.4 pid 闭环控制Pid 闭环控制方块图如下图所示： r(t) D(s) s1y(t)偏差信号为：)1()()(--=k y k r k e控制器输出信号为：TT k e kT e kdj e k e e T ki k kpe T T k e kT e kdT T j e jT e ki k kpe k u kj kj ))1(()(])(2)()1([(2/)())1(()(2/)])1(()([)()(11--++--⋅⋅+=--+⋅-++=∑∑==Matlab 程序：u(t) e(t)function y=colse_loop(p,ki,kd,t,m) %p、ki、kp分别为pid控制参数，t为采样时间，m为仿真时间w=m/t; %计算步数r=ones(1,100); %参考输入e=zeros(1,w);%偏差初值y=zeros(1,w);%输出初值h=0;for i=2:wif i<=100e(i)=r(i)-y(i-1);n=0;h=h+e(i);n=e(i)-e(i-1);u(i)=p*e(i)+ki*h+kd*n;y(i)=y(i-1)+u(i)*t;else y(i)=y(i-1);endendplot(y,'r');hold on;plot(r,'b--')xlabel('ms');ylabel('magnitude');legend('output','input');输入colse_loop(1,0,0,0.1,60),kp=1,ki=0,kd=0,t=0.1s,t=60s,输出为：图4 输入阶跃信号时pid 闭环控制的响应特性3.5 含有阶跃扰动信号的闭环控制含有扰动信号的Pid 闭环控制方块图如下图所示： r(t) D(s) s1y(t)偏差信号为：)1()()(--=k y k r k e控制器输出信号为：u(t) e(t)d(t))())1(()(])(2)()1([(2/)()())1(()(2/)])1(()([)()(11t d TT k e kT e kdj e k e e T ki k kpe t d T T k e kT e kdT T j e jT e ki k kpe k u kj kj +--++--⋅⋅+=+--+⋅-++=∑∑==未加入积分环节的控制效果：输入 disturbance(1,0,0,0.1,70,30),kp=1,ki=0,kd=0,t=0.1s,t=70s,g=30，,输出为：图5 含有阶跃扰动时pid 闭环控制的响应特性，只有比例环节加入积分环节后的控制效果：输入disturbance(10,0.4,0,0.1,70,30),kp=10,ki=0.4,kd=0,t=0.1s,t=70s,g=30，,输出为：图6 含有阶跃扰动时pid闭环控制的响应特性，包含比例环节和积分环节4.指导老师评语：。