电液比例控制技术(课堂PPT)

主要目的：通过学习原理、结构、特性 能够分析、设计、使用比例控制元件及系统
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1.技术概论
电液比例 控制系统的技术构成
基本液压系统
F、v、a T、ω、角加速度a
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开环控制系统组成
开环控制系统
方块图及组成
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原理、分类及特点
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原理：系统输入量为控制电量（电压或电流）经电
控器放大转换成相应的电流信号输入电机转换装置， 后者转换成与输入电流成比例的力、力矩或位移，使 液压阀的可动部分移动或摆动，并按比例输出具有一 定压力p、Q的液压油驱动执行元件，执行元件也将按 比例输出力、速度或转矩、角速度驱动负载.
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如车辆闭式全液压调速系统
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阀控 与泵 控体 系的 对应 关系
输入电 信号-输 出某种 液压量， 液压量 与Q、P 的特性
C1
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电液比例控制系统的性能要求
稳定性：指系统输出量偏离给定输入量的初始值随着 时间的增长逐渐趋于“0”的性质。稳定性是系统正常 工作的首要条件，因此系统不仅应是绝对稳定的，而 且应有一定的稳定裕度。电液比例控制系统作为开环 控制系统一般是有稳定性的，但作为闭环控制系统， 则应注意确保他的稳定性，并应适当处理好稳定性要 求与准确性之间的矛盾
电液比例控制的技术的基本特点：（1）可明显地简化 液压系统，实现复杂程序控制（2）引进微电子技术的 优势，利用电信号便于远距离控制，以及实现计算机 或总线检测与控制（3）电液控制的快速性是传统开关 阀控制无法达到的；（4）利用反馈，提高控制精度或 实现特定的控制目标；（5）便于机电一体化的实现。
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比例阀由比例电磁铁、液压阀两部分组成。由于 比例电磁铁可以在不同的电流下得到不同的力（或行 程），因此可以无极地改变压力、流量、故比例电磁 铁是比例阀的关键元件。
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电液比例 控制系统的分类
按输出信号分（1）位置控制系统；（2）速度控制系统；（3）加速度控制 系统；（4）力控制系统；（5）压力控制系统
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按电液比例 控制元件分：（1）阀控制系 统：采用电液比例压力阀，电液比例调 速阀、电液比例插装阀、电液比例方向 流量阀或复合阀、电液比例复合阀等控 制系统参数的系统。（2）、泵马达控制 系统：采用电液比例变量泵、马达等控 制系统参数的系统。
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按控制回路组成分：（1）开环控制系统（2）闭环控 制系统
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比例阀分类：
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电液比例 控制系统优势与基本特点
电液控制的技术优势：电气和电子技术在信号的检测、放 大、处理和传输等方面比其他方式具有明显的优势， 特别是现代电子集成技术和计算机科学的发展，使得 这种优势更显突出。因此工程控制系统的指令及信号 处理单元和检测反馈单元几乎无一例外地采用了电子 器件。而在功率转换放大单元和执行部件方面，液压 元件则有更多的优越性。电液控制技术集合了电控与 液压的交叉技术优势。
无级调节系统的输入量就可无级调节系统的输出 量力、速度、以及加减速度。
这种控制系统的结构组成简单，系统的输出端与 输入端不存在反馈回路，系统的输出对系统的输入没 有影响没有自动纠偏能力、控制精度主要取决于关键 元件及系统的调整精度。但这种开环控制系统不存在 稳定性问题。
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闭环控制系统
方块图及组成
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原理：系统工作原理为反馈控制原理或偏差调节原理，
这种控制系统通过负反馈控制. 具有自动纠偏能力、可获得相当高的控制精度，但系统存
在稳定性问题。而且高精度和稳定性的要求是矛盾的
*有时为了提高性能：有时大闭环还套小闭环
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控制器 电控制器（又放大 器，放大板）在开环控制系统
中，用于驱动和控制比例控制元件,在闭环系统中除了 上述作用外，还要承担反馈检测放大和校正系统的控 制功能。因此控制器的功能直接影响系统的控制性能， 它的组成与比例电磁铁的型式相匹配，一般都具有控 制信号的生成、信号的处理、前置放大、功率放大、 测量放大、反馈校正、颤振信号及电源变换等基本组 成单元。它包括电位器、斜波发生器、阶跃函数发生 器、功率放大器、颤振信号发生器，或可编程序控制 器等，，一般生产比例阀的厂家供应相应的比例放大 器。通常有通用性。
按系统输入信号的方式分（1）手调输入式系统：以手调电位器输入，调节 电控制器，以调整其输出量，实现遥控系统。 （2）程序输入式系统：可 按时间或行程等物理量编程输入，实现程控系统。 （3）模拟输入式系统； 将生产工艺过程中的某参变量变换为直流电压模拟量，按设定规律连续输 入，实现自控系统。
按系统控制参数分（1）单参数控制系统：液压系统的基本工作参数是液流 的压力、流量等，通过控制一个液压参数，以实现对系统输出量的比例控 制。如采用电液比例压力阀控制系统压力。以实现对系统输出压力或力的 比例控制；用电液比例调速阀控制系统流量，以实现对系统输出速度的比 例控制等，都是单参数控制系统（2）多参数控制系统：如用电液比例方向 流量阀或复合阀、电液比例变量泵或马达等，既控制流量、方向、又控制 压力等多个参数，以实现对系统输出量的比例控制系统。
电液比例 控制技术
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安排：
■17周 ■形式：授课+自学并完成主题报告(参考教学日
历） ■考试 ■参考书：液压控制系统设计-张利平 化学工业
出版社
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主要内容
1.技术概论 2.比例电磁铁 3.比例阀:比例压力阀\流量阀\方向流量阀 4比例系统-控制基本回路 5.典型开发：
■比例阀F413 ■比例.控制的变量泵 :C1、C4泵 ■比例系统:减振器实验设备 ■超高速比例伺服阀 ■深海液压动力源(比例控制) ■超比例方向流量阀（F424） ■注塑机节能系统 ■装载机节能系统 ■观摩实验室
准确性：指系统在自动调整过渡过程结束后，系统的 输出量与给定的输入量之间所存在的稳态偏差大小的 性质，或系统所具有的稳态精度高低的性质。总是希 望系统由一个稳态过度到另一个稳态，输出量尽可能 接近或复现给定的输入量，即希望得到高的稳态精度。 系统的稳态精度不仅取决于系统本身的结构，也取决 于给定输入信号和外扰动的变化规律。系统在实际工 作过程中总是存在稳态误差的，故力求减少稳态误差， 把稳态精度作为系统工作性能的重要指标。