第六章电液伺服系统

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电液伺服系统(第六章)

c KV 3 2 h 2 r s s s KV 2 h h
1 h h s 2 h K KV h V
3
s h s K 1 h V h
二、数字伺服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。在全数字伺服系统中，动力元件必须能够接受到数字信号，可采用数字阀或电液步进马达。数字模拟混合式伺服系统如图6-2所示。数控装置发出的指令脉冲与反馈脉冲相比较后产生数字偏差，经数模转换器把信号变为模拟偏差电压，后面的动力部分不变，仍是模拟元件。系统输出通过数字检测器（即模数转换器）变为反馈脉冲信号。
2
这是个三阶系统，其特征方程可用一个一阶因式和一个二阶因式表示，即：
c 1 r s s 2 2 nc 1 2 s 1 nc b nc
（二）系统的闭环刚度特性由图6-5和式6-17可写出系统对外负载力矩的传递函数为：
模拟输入信号（电压）
+
伺服放大器
伺服阀
液压马达
模拟反馈信号（电压）模拟检测器
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，而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。另外模拟伺服系统中微小信号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。
U e Ke sin( r c )
Xv Ug
K a K sv 2 mf s s s s2 ( 1)( 1)( 2 1) a K vf mf mf

电气工程中电液伺服系统的建模与控制

电气工程中电液伺服系统的建模与控制电液伺服系统在电气工程中扮演着重要的角色，它是将电力和液压技术相结合的一种控制系统。

本文将探讨电液伺服系统的建模与控制方法，旨在帮助读者深入了解该系统的原理和应用。

1. 引言电液伺服系统是一种将电力与液压技术相结合的控制系统，它具有快速、精确以及大扭矩输出的特点，广泛应用于工业自动化领域。

该系统通常由液压执行机构、液压装置、电机、传感器以及控制器等组成。

2. 电液伺服系统的建模电液伺服系统的建模是理解系统行为和进行控制设计的重要基础。

一般来说，电液伺服系统的建模可以分为力平衡模型和压力平衡模型两种。

2.1 力平衡模型力平衡模型是基于力学平衡原理建立的，它通过分析液体在液压缸内的流动以及液压缸和负载之间的力平衡关系来描述系统行为。

该模型主要考虑了负载的机械特性以及阀门的开度对液体流量和压力的影响。

2.2 压力平衡模型压力平衡模型是基于流体的压力平衡原理建立的，它通过分析液体在液压缸内的流动以及阀门的开度对液体流量和压力的影响来描述系统行为。

该模型不考虑负载的机械特性，主要关注液体流动的特性以及阀门对压力的调节。

3. 电液伺服系统的控制电液伺服系统的控制主要包括位置控制、速度控制和力控制三种。

在控制设计中，通常使用比例积分微分（PID）控制器或模糊控制器来实现系统性能的改善。

3.1 位置控制位置控制是电液伺服系统中最常见的一种控制方式。

它通过控制液压缸的位置来实现对负载的准确控制。

在控制设计中，可以根据负载的特性选择适当的控制方法，如PID控制器或模糊控制器。

3.2 速度控制速度控制是电液伺服系统中实现对负载速度精确控制的一种方式。

在速度控制中，控制器通常根据传感器反馈的速度信号来调节液压缸的速度。

PID控制器常被用于速度控制中，通过调节比例、积分和微分参数来改善系统的响应性能。

3.3 力控制力控制是电液伺服系统中实现对负载施加特定力的控制方式。

在力控制中，控制器通常调节液压缸施加的力来满足特定的要求。

液压伺服控制课后题答案大全王春行版

第二章液压放大元件习题1. 有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-⨯=，径向间隙m r c 6105-⨯=，供油压力Pa p s 51070⨯=，采用10号航空液压油在40C ︒工作，流量系数62.0=d C ，求阀的零位系数。

s pa ⋅⨯=-2104.1μ3/870m kg =ρ 解：对于全开口的阀，d W π=由零开口四边滑阀零位系数2. 已知一正开口量m U 31005.0-⨯=的四边滑阀，在供油压力Pa p s 51070⨯=下测得零位泄漏流量min /5L q c =，求阀的三个零位系数。

解：正开口四边滑阀零位系数ρsd q p wc k 20= ssd co p p wuc k ρ=ρsd c p wuc q 2=3. 一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-⨯=，供油压力Pa p s 510210⨯=，最大开口量m x m 30105.0-⨯=，求最大空载稳态液动力。

解：全开口的阀d W π= 最大空载液动力：4. 有一阀控系统，阀为零开口四边滑阀，供油压力Pa p s 510210⨯=，系统稳定性要求阀的流量增益s m K q /072.220=，试设计计算滑阀的直径d 的最大开口量m x 0。

计算时取流量系数62.0=d C ，油液密度3/870m kg =ρ。

解：零开口四边滑阀的流量增益：故m d 31085.6-⨯=全周开口滑阀不产生流量饱和条件5. 已知一双喷嘴挡板阀，供油压力Pa p s 510210⨯=，零位泄漏流量s m q c /105.736-⨯=，设计计算N D 、0f x 、0D ，并求出零位系数。

计算时取8.00d =C ，64.0df =C ，3/870m kg =ρ。

解：由零位泄漏量ρπs f N df c p X D C q 02⋅⋅⋅= 即160Nf D X =得： mm p C q D s df cN 438.0216=⋅⋅=ρπ 则：若：8.00=d df C C ，1610=Nf D X 则mm D D N 193.044.00== 第三章液压动力元件习题1. 有一阀控液压马达系统，已知：液压马达排量为rad m D m /10636-⨯=，马达容积效率为95%，额定流量为s m q n /1066.634-⨯=，额定压力Pa p n 510140⨯=，高低压腔总容积34103m V t -⨯=。

电液伺服系统详解

电液伺服系统
电液伺服系统
系统组成：由EH供油系统、电液执行器、保护系统和试验模块
汽轮机数字电液控制系统
Digital Electro-Hydraulic Control System
EH供油系统向电液执行器提供符合压力要求和清洁度、酸度等品质要求的安全、可靠、稳定的液压油。由高压油泵、过滤器、再生装置、冷油器EH油箱、高压蓄能器、低压蓄能器等组成。电液执行器主汽门和调节汽门的执行调节器。有电液伺服阀和电磁阀2种控制方式，前者为位置连续调节，后者为开、关2 种状态。保护系统 “2取1”带电动作OPC电磁阀，“4取2”失电动作电磁阀，及试验回路。超速保护控制和自动停机遮断，前者用于超速预警和保护，后者用于事故工况下紧急停机。试验模块低润滑油压、低EH油压、推力轴承磨损、低真空等试验系统。油路系管路、OPC保护油路或AST停机油路、低压回油油路和无压回油油路。前3种与电液执行器相连，保护系统的回油经无压回油油路直接排至主油箱。
EH油系统运行
EH油系统概述随着大容量、高参数汽轮发电机组的发展，机组调节系统工作介质的额定压力随之升高，对其工作介质的要求亦越来越高。通常所用的矿物油自燃点为350℃左右，若在高参数大容量机组使用，便增加了油泄漏到主蒸汽管道(＞530℃)导致火灾的危险性。为保证机组的安全经济运行，汽轮机电液调节系统的控制液普遍采用了磷酸酯抗燃油。
柱塞变量油泵

系统采用进口高压变量柱塞泵，并采用双泵并联工作系统，当一台泵工作，则另一台泵备用，以提高供油系统的可靠性，二台泵布置在油箱的下方，以保证正的吸入压头。由交流马达驱动高压柱塞泵，通过油泵吸入滤网将油箱中的抗燃油吸入，从油泵出口的油经过压力滤油器通过单向阀流入和高压蓄能器联接的高压油母管将高压抗燃油送到各执行机构和危急遮断系统。泵输出压力可在0－21MPa之间任意设置。本系统允许正常工作压力设置在11.0～15.0MPa，本系统额定工作压力为 14.5MPa。油泵启动后，油泵以全流量约85 L/min向系统供油，同时也给蓄能器充油，当油压到达系统的整定压力14.5MPa时，高压油推动恒压泵上的控制阀，控制阀操作泵的变量机构，使泵的输出流量减少，当泵的输出流量和系统用油流量相等时，泵的变量机构维持在某一位置，当系统需要增加或减少用油量时，泵会自动改变输出流量，维护系统油压在14.5MPa。当系统瞬间用油量很大时，蓄能器将参与供油。

伺服控制(电液伺服系统 )课件

20
（二）系统的闭环刚度特性
闭环惯性环节转折频率的无因次曲线
17
闭环振荡环节固有频率无因次曲线
当h和Kv/h较小时
nc h
18
当h和Kv/h较小时
2 nc 2 h — Kv / h
闭环振荡环节阻尼系数无因次曲线
19
系统频宽主要受h和h的影响和限制，应适当提高h和 h ，但过大的 h会降低nc，影响响
应速度。
电液位置控制系统闭环频率特性曲线
4）只有在工作频率接近谐振频率h时才有稳定性问题。当工作频率接近h时，负载压力且也将接近ps了，也就是说压力趋于饱和，Kc变得很
大，阻尼系数比较高。
14
P116页使系统满足一定稳定要求的参数估算
由于以上几点原因，估算时一般可用
Kv
h
3
电液位置伺服系统难于得到较大的幅值稳定裕量Kg，而相位稳定
裕量易于保证。
6
位置比较用电压比较代替缸
电液伺服阀液压能源
样板给定
xi 位移 ei 比较eg 电伺服 I
传感器
- 放大器
ef
力矩马达
液压放大元件
扰动
液压 xp
执行件
位移传感器1
A 双传感器阀控位置控制系统
7
由计算机图形代替样板
程序 ei 比较eg
给定
-
ef
电液伺服阀液压能源
电伺服 i 放大器
力矩马达
11
将电液伺服阀看成比例环节
Kv
Ke Kd Ka Ksv iDm
TL
K V ce
iD K m
4
s
t
1
e ce
i +

电液伺服控制系统

组成电液比例控制系统的基本元件： 1）指令元件 2 比较元件 3 电控器 4 比例阀 5 液压执行器 6 检测反馈元件
第6章电液伺服控制系统
4
6.1 概述
6.1.2 电液比例控制系统的特点及组成
第6章电液伺服控制系统
5
6.1 概述
电液比例控制的主要优点是： 1）操作方便，容易实现遥控 2 自动化程度高，容易实现编程控制 3 工作平稳，控制精度较高 4 结构简单，使用元件较少，对污染不敏感 5 系统的节能效果好。
6.功率放大级
功率放大级式比例控制放大器的核心单元。由信号放大和功率驱动电路组成。
根据功率放大级工作原理不同，分为：模拟式和开关式。
第6章电液伺服控制系统
29
6.3 电液比例电控技术
（1）模拟式功率放大级
第6章 ห้องสมุดไป่ตู้液伺服控制系统
30
6.3 电液比例电控技术
（2）开关式功率放大级
第6章电液伺服控制系统
比例放大器根据受控对象、功率级工作原理不同，分为： 1 单路和双路比例控制放大器 2 单通道、双通道和多通道比例控制放大器 3 电反馈和不带电反馈比例控制放大器 4 模拟式和开关式比例控制放大器 5 单向和双向比例控制放大器 6 恒压式和恒流式比例控制放大器
第6章电液伺服控制系统
16
6.3 电液比例电控技术
第6章电液伺服控制系统
18
6.3 电液比例电控技术
第6章电液伺服控制系统
19
6.3 电液比例电控技术
2.输入接口单元（1）模拟量输入接口
2 数字量输入接口 3 遥控接口
第6章电液伺服控制系统
20

电液控制技术(1)及应用

比例阀技术初步
• 比例阀介于常规开关阀和闭环伺服阀之间已成
为现今液压系统的常用组件,液压工业从比例阀技术的发展而获益匪浅。
• 看一个例子：
比例阀技术对于液压系统究竟意味着什么
比例阀技术对于液压系统究竟意味着什么
上图说明了信号流程：输入电信号为电压多数为0至9V由信号放大器成比例地转化为
电流即输出变量如1mV相当于1mA；比例电磁铁产生一个与输入变量成比例的力或位移输出；液压阀以这些输出变量力或位移作为输入信号就可成比例地输出流量或压力；这些成比例输出的流量或压力输出对于液压执行机构或机器动作单元而言意味着不仅可进行方向控制而且可进行速度和压力的无级调控；同时执行机构运行的加速或减速也实现了无级可调如流量在某一时间段内的连续性变化等。
如果对于不带位移传感器的直动式比例方向阀，其滞环一般为5-6%，重复精度2-3%。
比例方向阀-直动式
控制阀芯的结构：
图示，比例阀控制阀芯与普通方向阀阀芯不同，它的薄刃型节流断面呈三角形。用这种阀芯形式，可得到一条渐增式流量特性曲线。
阀芯的三角控制棱边和阀套的控制棱
边，在阀芯移动过程中的任何位置上，
比例泵的恒压、恒流、压力流量复合控制等多种功能控制块，可采用组合叠加方式；
控制放大器、电磁铁、和比例阀组成电液一体化结构。
电液比例控制的技术特征
带比例电磁铁的比例阀和比例泵为电气控制提供了良好的接口无论对于顺序控制的生产机械还是其它可编程的控制/驱动系统都提供了极大的灵便性。比例控制设备的技术优势主要在于阀位转换过程是受控的设定值可无级调节且实现特定控制所需的液压元件较少从而减少了液压回路的投资费用。使用比例阀可更快捷更简便和更精确地实现工作循环控制并满足切换过程的性能要求由于切换过渡过程是受控的避免产生过高的峰值压力因而延长了机械和液压元器件的使用寿命。

【2017年整理】电液伺服控制系统（含实验内容）教学大纲

《电液伺服控制系统》（含实验内容）教学大纲课程编码：08241068课程名称：电液伺服控制系统英文名称：electro-hydraulic servo control system开课学期：1学时/学分：30 （其中实验学时：4 ）课程类型：专业课开课专业：机械电子工程专业本科生选用教材：《液压伺服控制系统》王春行主编主要参考书：执笔人：刘昕晖一、课程性质、目的与任务本课程为机械电子工程专业本科生专业选修课。

通过对本课程的学习使学生了解液压伺服控制的基本理论、液压伺服控制元件和液压伺服控制系统等知识，了解液压伺服控制元件和系统的作用原理、特性分析及设计计算等。

二、教学基本要求1．了解电液伺服系统的基本概念2．了解液压伺服控制的基本理论、基本方法。

3．了解液压伺服控制元件和液压伺服控制系统组成和基本原理。

4．了解液压伺服控制元件和系统的特性分析及初步设计计算方法。

三、各章节内容及学时分配第一章液压伺服控制系统概述（2学时）本章介绍液压伺服控制系统的工作原理、组成、分类、优缺点和应用。

通过本章的学习，可以对液压伺服控制系统有一个大致的了解。

1．1 液压伺服控制系统的工作原理和组成一、液压伺服控制系统的工作原理二、液压伺服控制系统举例三、液压伺服控制系统的组成1．2 液压伺服控制系统的分类一、按输入信号的变化规律分类二、按系统输出量的名称分类三、按驱动装置的控制方式和控制元件的类型分类四、按信号传递介质的形式分类五、按液压动力机构是否对称分类1．3 液压伺服控制系统的优缺点一、液压伺服控制系统的优点二、液压伺服控制系统的缺点1．4 液压伺服控制系统的发展和应用概况第二章液压放大元件（4学时）液压放大元件是液压伺服系统中的一种主要控制元件，它们的性能直接影响到液压伺服系统购工作品质，因此必须对它们的特性及设计淮则进行研究。

液压放大元件可以是液压伺服阀或伺服变量泵。

本章只讨论液压伺服阀，包括滑阀、喷嘴挡板阀和射流管阀。

电液伺服系统的建模与控制

电液伺服系统的建模与控制1. 引言电液伺服系统是一种广泛应用于工业控制领域的系统，它可以通过控制液压执行器的输出来实现对机械运动的精确控制。

本文将介绍电液伺服系统的建模与控制方法，以帮助读者更好地了解和应用这一技术。

2. 电液伺服系统的概述电液伺服系统由液压执行器、电液伺服阀、传感器和控制器等组成。

液压执行器负责将液压能转化为机械能，电液伺服阀负责控制液压执行器的动作，传感器用于反馈系统状态信息，控制器根据传感器的反馈信息对电液伺服阀进行控制。

3. 电液伺服系统的建模建模是控制系统设计的第一步，对于电液伺服系统也是不可或缺的。

电液伺服系统的建模既可以基于理论模型，也可以基于实验数据进行。

3.1 理论模型在理论模型建模中，我们需要考虑液压执行器、电液伺服阀和控制器的动态特性。

液压执行器的动态特性可以用惯性、摩擦、密封等参数来描述。

电液伺服阀的动态特性可以用阀门的流量-压力特性和阀门饱和现象来描述。

控制器的动态特性通常可以用传统的PID控制算法进行建模。

3.2 实验模型在实验模型建模中，我们需要通过实验得到系统的频率响应和传递函数，并将其转化为数学模型。

这种方法对于实际系统的建模更加准确，但也需要大量的实验数据和较高的技术要求。

4. 电液伺服系统的控制控制是电液伺服系统中最关键的环节之一。

常用的电液伺服系统控制方法有位置控制、速度控制和力控制等。

4.1 位置控制位置控制是电液伺服系统中最基本的控制方法之一。

通过控制电液伺服阀的输出来控制液压执行器的位置。

传感器将执行器的位置信息反馈给控制器，控制器根据反馈信息进行调节，使得系统实现期望的位置跟踪。

4.2 速度控制速度控制是电液伺服系统中常用的控制方法之一。

通过控制电液伺服阀的输出来控制液压执行器的速度。

传感器将执行器的速度信息反馈给控制器，控制器根据反馈信息进行调节，使得系统实现期望的速度跟踪。

4.3 力控制力控制是电液伺服系统中一种高级的控制方法。

电液伺服系统的原理及应用

电液伺服系统的原理及应用一．电液伺服系统概述电液伺服系统在自动化领域是一类重要的控制设备，被广泛应用于控制精度高、输出功率大的工业控制领域．液体作为动力传输和控制的介质，跟电力相比虽有许多不甚便利之处且价格较贵，但其具有响应速度快、功率质量比值大及抗负载刚度大等特点，因此电液伺服系统在要求控制精度高、输出功率大的控制领域占有独特的优势。

电液伺服控制系统是以液压为动力，采用电气方式实现信号传输和控制的机械量自动控制系统。

按系统被控机械量的不同，它又可以分为电液位置伺服系统、电液速度伺服控制系统和电液力控制系统三种。

我国的电液伺服发展水平目前还处在一个发展阶段，虽然在常规电液伺服控制技术方面，我们有了一定的发展。

但在电液伺服高端产品及应用技术方面，我们距离国外发达国家的技术水平还有着很大差距。

电液伺服技术是集机械、液压和自动控制于一体的综合性技术，要发展国内的电液伺服技术必须要从机械、液压、自动控制和计算机等各技术领域同步推进。

二．电液伺服的组成电液控制系统是电气液压控制系统简称，它由电气控制及液压两部分组成。

在电子-液压混合驱动技术里，能量流是由电子控制，由液压回路传递，充分结合了电子控制和液压传动两者混合驱动技术的优点避免了它们各自的缺陷。

⑴电子驱动技术的特点①高精度、高效率，低能耗、低噪音②高性能动态能量控制③稳定的温度性能④能量再生及反馈电网⑤在循环空闲的时间没有能量损失⑵液压驱动技术的特点①高(力/功)密度②结构紧凑③液压马达（油缸）是大功率且经济的执行元件④在液压系统做压力控制的时候有明显的能量流失液压部分：以液体为传动介质，靠受压液体的压力能来实现运动和能量传递。

基于液压传动原理，系统能够根据机械装备的要求，对位置、速度、加速度、力等被控量按一定的精度进行控制，并且能在有外部干扰的情况下，稳定、准确的工作，实现既定的工艺目的。

（工控网）液压伺服阀是输出量与输入量成一定函数关系，并能快速响应的液压控制阀，是液压伺服系统的重要元件。

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数字伺服系统还能运用计算机对信息进行存贮、解算和控制，在大系统中实现多环路、多参量的实时控制，因此发展前景广阔。但是，从经济性、可靠性方面来看，简单的伺服系统仍以采用模拟控制为宜。
§6-2 电液位置伺服系统的分析
电液位置伺服系统是最基本和最常用的液压伺服系统，如机床工作台的位置、板带扎机的板厚、带材跑偏控制、飞机和舰船的舵机控制、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，如速度控制和力控制系统中，也常用位置控制小回路作为大回路中的一个环节。
电液伺服阀的传递函数采用什么形式，取决于动力元件的液压固有频率的大小。当伺服阀的频宽与液压固有频率相近时，伺服阀可近似看成二阶振荡环节 Q0 K sv
K sv Gsv ( s) I s 2 2 sv s 1 2 sv sv
当伺服阀的频宽大于液压固有频率（3～5倍）时，伺服阀可近似看成惯性环节 Q0 K sv K sv Gsv ( s) I Tsv s 1 当伺服阀的频宽大于液压固有频率（5～10倍）时，伺服阀可近似看成比例环节 Q
速度误差、负载误差和由静摩擦力矩引起的不灵敏区（死区）的计算与第四章所讨论的机液伺服位置系统一样。
除了速度误差、负载误差和由静摩擦力矩引起的不灵敏区外，还有伺服放大器零漂、伺服阀零漂及死区等引起的位置误差。伺服放大器零漂、伺服阀零漂及死区和负载的静摩擦力矩等所引起的总位置误差就是系统的总静态误差。这部分误差的计算可参考图6-12。
根据输入信号的形式不同，还可以分为模拟伺服系统和数字伺服系统两类。下面对模拟伺服系统和数字伺服系统作一简单介绍。
一、模拟伺服系统
在模拟伺服系统中，全部信号都是连续的模拟量，如图6-1 所示。
电信号可以是直流量，也可以是交流量。直流量和交流量相互转换可以通过调制器和解调器完成。
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，而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模拟伺服系统。

自整角机是一种回转式的电磁感应元件，由转子和定子组成。在定子上绕有星形连接的三相绕组，转子上绕有单相绕组。在伺服系统中，自整角机是成对运行的，与指令轴相联的自整角机称为发送器，与输出轴相联的自整角机称为接受器。发送器转子绕组接激磁电压，接受器转子绕组输出误差信号电压。接受器和发送器定子的三相绕组相联。
G( s) H s s(
s2

2 h

Kv 2 h
h
s 1)
二、系统稳定性和动态品质分析
系统的开环传递函数的形式与第四章所讨论的机液伺服位置系统开环传递函数的形式相同，故系统的稳定性条件仍为
K v 2 hh
为了保证系统可靠稳定工作，就要求系统有适当的稳定裕量。通常相角裕量γ应在30°～ 60°之间，增益裕量20lgKg应大于6dB（或Kg ＞2）。当γ≥45°，20lgKg ≥ 6dB（或Kg ＞ 2）时，系统的开环增益应满足以下两式：
K sv Gsv ( s)
0
I
K sv
K sv 伺服阀的流量增益； Gsv ( s) K sv 1时伺服阀的传递函数； Q0 伺服阀的空载流量； sv 伺服阀的固有频率；
sv 伺服阀的阻尼比； Tsv 伺服阀的时间常数。
在没有弹性负载和不考虑结构柔度时，阀控液压马达的动态方程为 Q0 K ce Vt
模拟伺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。
二、数字伺服系统
在数字伺服系统中，全部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。
在全数字伺服系统中，动力元件必须能够接受数字信号，可采用数字阀或电液步进马达。
检测器的误差在控制回路之外，与回路的增益无关，它的误差直接反映到系统的输出端，从而直接影响系统的精度。显然，控制系统的精度无论无何也不会超过反馈测量系统的精度。因此，在高精度控制系统中，要注意反馈测量装置的选择。
四、计算举例
图6-13所示电液位置伺服系统：已知：液压缸有效面积Ap=168×10-4m3，系统总流量-压力系数Kce=1.2×10-11m3/s· Pa，最大工作速度vm= 2.2×10-2m/s，最大静摩擦力Ff=1.75×104N，伺服阀零漂和死区电流总计为 15mA。要求：增益裕量6dB。试确定：放大器增益、穿越频率和相位裕量；求系统的跟随误差和静态误差。
在计算系统总静差时，可以将系统中各元件的零漂和死区折算到伺服阀的输入端，以伺服阀的输入电流值表示。假设总的零漂和死区电流为∑△I时，则总的静态位置误差为 I c Ke Kd Ka
注意：
为了减小零漂和死区等引起的干扰误差，应增大干扰作用点以前的回路增益（包括反馈回路的增益）。在系统各元件的增益分配时应考虑着一点。显然对所讨论的系统而言，增大Ke和Kd对于减小各干扰量所引起的位置误差都是有利的。
m
i 齿轮传动比。
Dm 4 e K ce iD 2 h s s( 2 s 1) h h
2 m 2
(1
s)TL
系统的方块图如图6-4所示。
m 齿轮减速器的传动比为 i c
或
c 1 m i
系统的开环传递函数为
K v Gsv ( s) G( s) H s s 2 2 h s( 2 s 1)
自整角机输出的交流误差电压信号经相敏放大器前置放大和解调后转换成直流电压信号。直流电压信号的大小比例于交流电压信号的幅值，其极性与交流电压信号的相位相适应。相敏放大器的动态与液压动力元件相比可以忽略，将其看成比例环节，其增益为 Ug /Ue= Kd 。
伺服放大器和伺服阀力矩马达线圈的传递函数与伺服放大器的形式有关。当采用电流负反馈放大器时，由于力矩马达线圈的转折频率ωa很高，可以忽略。伺服放大器输出电流△i 与输入电压ug近似成比例。其传递函数可用伺服放大器增益表示，即 △I /Ug= Ka 。
I 15 6.38 103 x p m 0.1 103 m Ka 211.8
零漂和死区引起的总静态误差为
系统的总误差为跟随误差和总静态误差之和，即(0.89+0.1) ×10-3m= 0.99×10-3m。
§6-3 电液位置伺服系统的校正
对液压伺服系统校正时应注意以下特点：
Kv Ka 211.8A/m 3 1.96 10 5.95
系统的跟随误差为
vm 2.2 102 er m 0.来自9 103 m Kv 24.7
静摩擦力引起的死区电流为
I D1
K ce 1.2 1011 3 Ff A 6 . 38 10 A 3 4 K sv Ap 1.96 10 168 10
液压位置伺服系统的开环传递函数通常可以简化为一个积分环节和一个振荡环节，而液压阻尼比一般都比较小，使得增益裕量不足，相位裕量有余。
参数变化较大，特别是阻尼比随工作点变动在很大的范围内变化。
一、滞后校正
滞后校正的主要作用是：通过提高低频段增益，减小系统的稳态误差，或者在保证系统稳态精度的条件下，通过降低系统高频段的增益，以保证系统的稳定性。图6-15a为一种由电阻、电容组成的滞后校正网络，其传递函数为
系统的闭环刚度为
K v (iDm ) 2 s 2 nc s2 ( 1)( 2 s 1) K ce b nc nc TL Vt e ( s 1) 4 e K ce
系统的闭环静态刚度为

c
TL
0
K v (iDm ) 2 K ce
三、系统稳态误差分析
第六章电液伺服系统
电液伺服系统综合了电气和液压两方面的特长，具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点。电液伺服系统在负载质量大又要求响应速度快的场合使用最为合适，其应用遍及国民经济和军事工业的各个领域。
§6-1 电液伺服系统的类型
电液伺服系统分类方法很多，可以从不同的角度分类，例如位置控制、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。
系统开环传递函数为
G ( s) H s
Kv s2 2 0.7 s2 2 0.3 s( s 1)( 2 s 1) 2 157 88 157 88
开环放大系数为：Kv=KaKsv/Ap=(1.96×10-3) Ka/(168×10-4)。光电检测器与放大器增益待定。绘制Kv=1时的开环伯德图，如图6-14所示。图中相位曲线1、 2和3分别是积分环节、伺服阀和阀控液压缸的相位曲线，其代数和为总相位曲线4。为了满足系统的增益裕量为6dB，可将图6-14中的0分贝线有0’移至0。由图可查得穿越频率ωc= 26.7rad/s，对应的相位裕量为γ= 78.7°。由新、旧0分贝线的距离可得系统的开环放大系数Kv= 24.7 1/s。光电检测器与伺服放大器增益为
h
h
K e K d K a K sv K v 开环增益（也称速度放大系数），K v 。 iDm
当考虑电液伺服阀的动态特性时，系统的开环传递函数如上式所示是比较复杂的。通常电液伺服阀的响应速度较快，与液压动力元件相比可以忽略不计，可以把它看成比例环节。系统方块图可以简化成图6-5所示的形式。系统的开环传递函数可简化为
由静摩擦力矩引起的静态位置误差为
c1 K ceT f
2 K v i 2 Dm
静摩擦力矩折算到伺服阀输入端的死区电流为 K ceT f I D1 K sv iDm 电液伺服阀零漂和死区引起的位置误差为