电液伺服与比例控制简介

电液伺服阀和电液比例阀的概述摘要 介绍了电液伺服阀和电液比例阀的组成及功能特点，同时对两种阀进行了比较，得出两种阀的使用特点和使用场合。

关键词 电液伺服阀 电液比例阀 闭环控制 力矩马达 比例电磁铁 反馈装置1.前沿阀对流量的控制可以分为两种： 一种是开关控制：要么全开、要么全关，流量要么最大、要么最小，没有中间状态，如普通的电磁换向阀、电液换向阀。

另一种是连续控制：阀口可以根据需要打开任意一个开度，由此控制通过流量的大小，这类阀有手动控制的，如节流阀，也有电控的，如比例阀、伺服阀。

所以使用比例阀或伺服阀的目的就是：以电控方式实现对流量的节流、压力控制。

2.电液伺服阀电液伺服阀是一种自动控制阀，它既是电液转换组件，又是功率放大组件，其功用是将小功率的模拟量电信号输入转换为随电信号大小和极性变化、且快速响应的大功率液压能[能量（或）和压力]输出，从而实现对液压执行器位移（或转速）、速度（或角速度）、加速度（或角加速度）和力（或转矩）的控制。

电液伺服阀通常由电气-机械转换器、液压放大器（先导阀和功率级主阀）和检测机构组成。

电液伺服阀的基本组成有前置级液压放大器的伺服阀，无论是射流放大器还是喷嘴挡板放大器，其产生阀芯驱动力都要比比例电磁铁大得多(高一个数量级)。

就这个意义上讲，伺服阀阀芯卡滞的几率比比例阀小。

特别是射流管伺服阀的射流放大器因为没有压力负反馈，前置级流量增益与压力增益都较高，推动阀芯的力更大，所以伺服阀有更高的分辨率和较小的滞环。

简单地说，所谓伺服系统就是带有负反馈的控制系统，而伺服阀就是带有负反馈的控制阀。

伺服阀的主阀一般来说和换向阀一样是滑阀结构，只不过阀芯的换向不是靠电磁铁来推动，而是靠前置级阀输出的液压力来推动，这一点和电液换向阀比较相似，只不过电液换向阀的前置级阀是电磁换向阀，而伺服阀的前置级阀是动态特性比较好的喷嘴挡板阀或射流管阀。

伺服阀的主阀是靠前置级阀的输出压力来控制的，而前置级阀的压力则来自于伺服阀的入口p，假如p口的压力不足，前置级阀就不能输出足够的压力来推动主阀芯动作。

液压伺服系统工作原理1.1 液压伺服系统工作原理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。

电液伺服系统通过使用电液伺服阀，将小功率的电信号转换为大功率的液压动力，从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。

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可由图1来说明。

图1所示为一个对管道流量进行连续控制的电液伺服系统。

在大口径流体管道1中，阀板2的转角θ变化会产生节流作用而起到调节流量qT的作用。

阀板转动由液压缸带动齿轮、齿条来实现。

这个系统的输入量是电位器5的给定值x i。

对应给定值x i，有一定的电压输给放大器7，放大器将电压信号转换为电流信号加到伺服阀的电磁线圈上，使阀芯相应地产生一定的开口量x v。

阀开口x v使液压油进入液压缸上腔，推动液压缸向下移动。

液压缸下腔的油液则经伺服阀流回油箱。

液压缸的向下移动，使齿轮、齿条带动阀板产生偏转。

同时，液压缸活塞杆也带动电位器6的触点下移x p。

当x p所对应的电压与x i 所对应的电压相等时，两电压之差为零。

这时，放大器的输出电流亦为零，伺服阀关闭，液压缸带动的阀板停在相应的qT位置。

图1 管道流量（或静压力）的电液伺服系统1—流体管道；2—阀板；3—齿轮、齿条；4—液压缸；5—给定电位器；6—流量传感电位器；7—放大器；8—电液伺服阀在控制系统中，将被控制对象的输出信号回输到系统的输入端，并与给定值进行比较而形成偏差信号以产生对被控对象的控制作用，这种控制形式称之为反馈控制。

反馈信号与给定信号符号相反，即总是形成差值，这种反馈称之为负反馈。

用负反馈产生的偏差信号进行调节，是反馈控制的基本特征。

而对图1所示的实例中，电位器6就是反馈装置，偏差信号就是给定信号电压与反馈信号电压在放大器输入端产生的△u。

摘要本文详尽阐述了电液比例控制系统构成、分类和特点,结合对液压伺服控制系统的控制结构及其特点和基本要求的论述，分析了两种控制系统目前的发展状况。

回顾电液控制系统发展历史，展望电液控制系统的发展趋势。

关键词：比例控制伺服控制发展趋势AbstractThe paper expounded the composition, classification and the characteristics of the electro-hydraulic proportional control system。

Combined with the discussion of the control structure，basic requirements and the characteristics of hydraulic servo control system, the paper analyzed the state of the development of the two kinds of control systems。

Reviewing the development history of the electro-hydraulic control system，the paper elaborated the development trend of the electro-hydraulic control system.Keywords：proportional control , servo control，development trend目录摘要 0Abstract (1)1、引言 (2)2、电液比例控制系统组成和分类 (3)2。

1电液比例控制系统的组成 (3)2.2电液比例控制系统的分类 (3)3、电液比例控制系统特点 (4)4、电液伺服控制系统的控制结构 (6)5、电液伺服控制系统的特点及要求 (7)5。

第6章 电液伺服系统与比例系统6 1电液伺服系统与比例系统的类型（50分钟）（第十五次课）电液伺服系统的分类方法很多。

可以从不同的角度分类。

如位置控制、速度控制、力控制等。

阀控系统、泵控系统，大功率系统、小功率系统，开环控制系统、闭环控制系统等。

根据输入信号的形式不同，又可分为模拟伺服系统和做数字伺服系统两类。

6.1.1 模拟伺服与比例系统在模拟伺服系统小，全部信号都是连续的模拟量，模拟伺服系统重复精度高，但分辨能力较低(绝对精度低)。

伺服系统的精度在很大程度上取决于检测装置的精度，另外模拟式检测装置的精度一般低于数字式检测装置．所以模拟伺服系统分辨能力低于数字伺服系统。

另外模拟侗服系统中微小信号容易受到噪声和零漂的影响、因此当输入信号接近或小于输入端的噪声和零漂时，就不能进行有效的控制了。

6.1.2 数字伺服与比例系统在数字伺服系统中，全部信号或部分信号是离散参量。

因此数字伺服系统又分为全数字伺服系统和数字—模拟伺服系统两种。

6.1.3 混合伺服与比例系统数字—模拟伺服系统又称混合伺服与比例系统数字检测装置有很高的分辨能力，所以数字伺服系统可以得到很高的绝对精度。

数字伺服系统的输入信号是很强的脉冲电压，受模拟量的噪声和零漂的影响很小。

所以当要求较高的绝对精度，而不是重复精度时，常采用数字伺服系统。

此外，它还能运用数字计算机对信息进行贮存、解算和控制，在大系统中实现多环路、多参量的实时控制．因此有着广阔的发展前景。

6 2电液位置伺服系统与比例位置伺服系统电液位置伺服系统是最基本和最常用的一种液压伺服系统。

如机床工作台的位置、板带轧机的板厚、带材跑偏控制、飞机和船舶的舵机控制、雷达和火炮控制系统以及振动试验台等。

在其它物理量的控制系统中，加速度控制和力控制等系统中，也常有位置控制小回路作为大回路中的一个环节。

6.2.1系统的组成及其传递函数电液伺服系统的动力元件不外乎阀控式扣泵控式两种基本型式，但由于所采用的指令装置、反馈测量装置和相应的放大、校正的电子部件不同．就构成了不同的系统。

电液比例与伺服控制教学设计摘要本文介绍了一种电液比例与伺服控制教学设计方案。

该方案主要针对机械、自动化、电气等相关专业的学生，旨在通过模拟实际工业控制系统并实现控制任务、调试及优化，提高学生的实践能力和控制系统设计水平。

介绍当前，随着传感器、执行器和控制器技术的不断发展，机电控制系统已经成为了现代工业自动化生产线重要的组成部分。

电液比例与伺服控制是现代机电控制领域中的一个重要应用方向。

电液比例管路是一种通过电磁阀控制截面积实现流量控制的技术，广泛应用于液压系统中。

伺服控制则是通过传感器采集机械运动位置反馈信号，控制执行器的输出力和位置，使得机械系统能够实现高精度控制。

本文旨在介绍一种电液比例与伺服控制教学设计方案，通过该方案能够实现对机械控制系统的仿真、控制任务的实现以及控制优化等教学目的。

设计方案系统组成电液比例与伺服控制教学系统主要由控制箱、液压执行器、伺服电机、位置传感器、力传感器、信号发生器、示波器和电脑等部分组成。

其中，控制箱包含了微处理器、电源电路、信号分配器、开关和数字信号读取器等，负责控制电气部分的操作。

练习任务1.机械位置控制实验：通过精确控制电机和液压缸，实现对机械位置的控制，并可通过示波器实时监测机械运动状态。

2.力量控制实验：通过采集力学元件的数据，实现对机械输出力量的控制，并可获得需要的力学数据。

3.推力控制实验：通过控制电机和液压缸的输出，实现机械输出推力的控制，并可实现对机械推力环境下的调节和优化。

教学目标1.了解电液比例与伺服控制原理；2.熟悉控制系统中的传感器、执行器、控制器和信号等相关部件；3.熟练掌握机械位置、力量和推力的控制原理及其在实际工业中的应用；4.学习控制系统的调节和优化方法，并能够在实验中进行应用。

实验步骤1.结合仿真环境，让学生熟悉控制系统和其各部件，并学习如何进行控制任务的编码；2.通过仿真进行实际控制任务的模拟，如机械位置、力量和推力的控制；3.在示波器上监测机械系统运动状态，获得力建议和优化策略；4.研究控制系统中的不确定性和噪声等因素，设计相应的控制优化方案；5.实验结果的分析和总结，通过实验渐进式提高学生的实践能力和控制系统设计水平。

高频响电液伺服阀与比例阀在电力系统中的应用研究引言：随着电力系统的发展，电力设备对于高精度和快速响应的要求不断增加。

在电力系统中，高频响电液伺服阀和比例阀被广泛应用于控制系统中，它们可以有效地实现电力设备的精确控制和稳定运行。

本文将对高频响电液伺服阀和比例阀在电力系统中的应用进行探讨，并分析其效果和潜力。

一、电力系统中的高频响电液伺服阀高频响电液伺服阀是一种能够快速响应和实现高精度控制的液压执行元件。

在电力系统中，高频响电液伺服阀广泛应用于发电机、液压故障检测和控制系统等领域。

1. 发电机控制系统中的应用高频响电液伺服阀可以实现对发电机转速、负载和电压的精确控制。

通过控制液压油流进出高频响电液伺服阀，可以调节发电机的转速和负载，实现对电力输出的精确控制。

此外，高频响电液伺服阀还可以监测电压的变化，并根据实时数据调整液压系统的工作状态，以保证发电机的稳定运行。

2. 液压故障检测系统中的应用在电力系统中，液压油泵和阀门的故障可能会导致设备损坏和工作中断。

高频响电液伺服阀的应用可以实时监测液压系统的工作状态，并快速响应故障信号。

当故障信号被检测到时，高频响电液伺服阀可以自动切换液压系统的工作状态，以防止进一步损坏和事故发生。

二、电力系统中的比例阀比例阀是一种能够根据输入信号输出相应比例流量的液压元件。

在电力系统中，比例阀被广泛应用于水轮发电机调速系统、蒸汽轮机调节系统等领域。

1. 水轮发电机调速系统中的应用比例阀在水轮发电机调速系统中起到了至关重要的作用。

通过根据输入信号控制比例阀的开度，可以调整水轮发电机的转速，以实现对电力输出的精确控制。

通过精确控制比例阀的开度，可以提高水轮发电机的效率和稳定性。

2. 蒸汽轮机调节系统中的应用蒸汽轮机是电力系统中常用的能量转换设备，而比例阀在蒸汽轮机调节系统中发挥重要作用。

通过控制比例阀的流量，可以调整蒸汽轮机的转速和负载，以实现对电力输出的精确控制。

比例阀的快速响应和高精度控制功能使蒸汽轮机能够实现稳定的工作状态，并提高能源的利用率。

电液比例控制技术简介
电液比例控制作为一种新的液压传动控制技术，在液力传动系统中取得了较好的使用效果。

通过采用此项技术，可将液压系统的某些控制功能集成到电液比例控制器内，简化液压系统的构成，提高液压系统动作的稳定性和可靠性。

电液比例控制主要是采用电液比例控制器控制比例电磁铁带动先导阀，从而达到控制液压系统动作的目的。

电液比例控制主要作用在系统起动及停止时，不必采用外部减压阀就可达到自动减压减速的目的，较采用减压阀更稳定、更易于调整。

电液比例控制的主要构成部件为电液比例控制器，其主要工作原理是通过采用内部控制电路，按输入电压呈线性比例来控制输出电流，以实现对液压阀的比例控制。

即通过对电的比例控制达到对液压的比例控制，以实现电液比例控制。

电液比例控制器的主要功能如下：
a、输出斜坡时间可调，即比例系数可调，其时间调整可为内置或外置调整。

b、输入电压可调，既可内置调整，亦可外置调整。

控制要求不高时，可内置调整；控制要求较高或功能较多时，可外置调整。

c、多路输入可选，即设置多个输入回路供灵活选择，以提高可靠性，同时也可通过对输入回路的不同控制达到对系统的多功能控制。

d、可与外部PC机及计算机联接，按编制的程序接收控制信号，
执行程序功能。

e、采用标准插板，便于安装及与其它控制设备连接。

双辽发电厂翻车机系统ZDC型重车调车机牵车臂的液压控制回路经改造后采用VT3006BS30型比例控制器，避免了大臂在起落过程及中途停止时的冲击，取消了原装外部减压阀及减压阀控制曲线板，简化了系统，提高了稳定性和可靠性。

运行实践证明，此项技术先进、可靠，具有推广使用价值。

第七章液压伺服与比例控制系统基本知识第一节概述液压传动的三个阶段：开关控制、伺服控制和比例控制。

在普通液压传动系统应用中，控制方式无论是采用手动、电磁、电液等形式，还是采用计算机或可编程控制器（PLC），都属于开关式点位控制方式，控制精度和调节性能不高。

狭义上讲，伺服系统是指输出能以一定精度跟随输入的位置控制系统。

目前常把各种机械量（位移、速度和力）的自动控制系统统称为伺服系统。

故液压伺服系统是指以液压为动力的机械量自动控制系统。

系统中信号的传输和控制部分如采用电气，则为电液伺服系统，也属于液压伺服系统的范畴。

和电气伺服系统相比，液压伺服系统具有体积小、重量轻、响应快等优点。

液压伺服控制组成框图（图7－1）指令元件：按要求给出控制信号的器件，如计算机、可编程控制器、指令电位器或其它电器等；检测反馈元件：检测被控制量，给出系统的反馈信号，如各种类型的传感器；比较元件：把具有相同形式和量纲的输入控制信号与反馈信号加以比较，给出偏差信号。

比较元件有时不一定单独存在，而是与指令元件反馈检测元件及放大器组合在一起，由一个结构元件完成；放大、转换和控制元件：将偏差信号放大，并作为能量形式转换（电—液；机—液等），变成液压信号，去控制执行元件（液压缸、液压马达等）运动。

一般是放大器、伺服阀、电液伺服阀等；执行元件：直接对被控对象起作用的元件。

如液压缸、液压马达等；被控对象：液压系统的控制对象，一般是各类负载装置。

按被控制量是否被检测与反馈：开环控制系统，闭环控制系统。

按液压控制元件的不同：阀控系统，泵控系统。

按信号产生和传递方式的不同：机械—液压伺服系统，电气—液压伺服系统。

按被控对象的不同：流量控制，压力控制，位置控制，速度控制，复合控制。

按输入信号的变化规律：定值控制，程序控制，伺服控制。

液压伺服控制系统的优点：系统刚度大、控制精度高、响应速度快，可以快速启动、停止和反向。

缺点：其控制元件（只要是各类伺服阀）和执行元件因为加工精度高，所以价格贵、怕污染，对液压油的要求高。