电液伺服跑偏控制系统设计
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第六章电液伺服系统.页数:67
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汽轮机电液位置伺服系统的设计与仿真页数:4
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电液伺服系统页数:67
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电液伺服控制系统的设计
电液伺服控制系统的设计与仿真引言电液伺服系统具有响应速度快、输出功率大、控制精确性高等突出优点，因而在航空航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到广泛应用。
随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。
随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高，传统的利用微分方程和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。
因此，利用AMESim、Matlab／Simulink等仿真软件对电液伺服控制系统进行动态仿真，对于改进系统的设计以及提高液压系统的可靠性都具有重要意义。
1 液压系统动态特性研究概述随着液压技术的不断发展与进步和应用领域与范围的不断扩大，系统柔性化与各种性能要求更高，采用传统的以完成执行机构预定动作循环和限于系统静态性能的系统设计远远不能满足要求。
因此，现代液压系统设计研究人员对系统动态特性进行研究，了解和掌握液压系统动态工作特性与参数变化，以提高系统的响应特性、控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。
1.1 液压系统动态特性简述液压系统动态特性是其在失去原来平衡状态到达新的平衡状态过程中所表现出来的特性，原因主要是由传动与控制系统的过程变化以及外界干扰引起的。
在此过程中，系统各参变量随时间变化性能的好坏，决定系统动态特性的优劣。
系统动态特性主要表现为稳定性（系统中压力瞬间峰值与波动情况）以及过渡过程品质（执行、控制机构的响应品质和响应速度）问题。
液压系统动态特性的研究方法主要有传递函数分析法、模拟仿真法、实验研究法和数字仿真法等。
数字仿真法是利用计算机技术研究液压系统动态特性的一种方法。
先是建立液压系统动态过程的数字模型——状态方程，然后在计算机上求出系统中主要变量在动态过程的时域解。
该方法适用于线性与非线性系统，可以模拟出输入函数作用下系统各参变量的变化情况，从而获得对系统动态过程直接、全面的了解，使研究人员在设计阶段就可预测液压系统动态性能，以便及时对设计结果进行验证与改进，保证系统的工作性能和可靠性，具有精确、适应性强、周期短以及费用低等优点。
电液伺服跑偏控制系统设计
电液伺服跑偏控制系统设计前言随着20世纪自动化技术的巨大进步，自动控制理论得到不断地发展和完善。
正是针对设计任务，通过设计方案的分析比较之后，选择电液控制系统来设计此次任务。
首先介绍了液压控制的一些基本概念，对研究对象和任务作出了整体的介绍，并简述了液压控制技术的发展史。
然后在明确设计要求的情况下，对设计任务进行分析。
通过机液伺服跑偏控制系统和电液伺服跑偏控制系统的分析对比，最终选择了电液伺服跑偏控制系统的设计方案，从而进入本课题研究要点。
接着对电液伺服跑偏控制系统做了具体的设计，先是对电液伺服机构进行了分析，得出了电液伺服系统的数学模型，进而分析了其特点。
接着又对系统做了静、动态计算及分析，确定了供油压力，选取了伺服阀，并求取了各元件的传递函数，绘制了系统方块图，得出系统的各个参数。
然后还要对系统进行校正，得到更为优良的设计参数，使系统更加完善，以进一步提高系统的性能。
最后利用了先进电脑仿真技术MATLAB 对所做的系统进行仿真，通过改变系统的各个参数进行分析、比较，从而可看出系统的各个参数对系统的响应速度和稳定性的影响，本论文在王慧老师的悉心教导之下，通过研读各著作期刊，经过多次的修改。
于作者水平有限，论文中难免出现点差错，恳请读者指正。
1 1 绪论液压伺服控制系统是以液压动力元件作驱动装置所组成的反馈控制系统。
在这种系统中，输出量能够自动地、快速而准确地复现输入量的变化规律。
与此同时，还对输入信号进行功率放大，因此也是一个功率放大装置。
液压伺服控制系统是以液体压力能为动力的机械量自动控制系统。
按系统中实现信号传输和控制方式不同分为机液伺服系统和电液伺服系统两种。
机液伺服系统的典型实例是飞机、汽车和工程机械主离合器操纵装置上常用的液压助力器，机床上液压仿形刀架和汽车与工程机械上的液压动力转向机构等。
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。
电液位置控制系统设计
电液伺服位置控制系统的设计与分析一、系统的设计要求设有一数控机床工作台的位置需要连接控制，进行电液位置控制系统设计。
其技术要求为：指令速度信号输入时引起的速度误差为： ev ＝5mm 干扰输入引起的位置误差为： epf = 0.2mm 给定设计参数为： 工作台质量 m ＝1000 kg 最大加速度 a max ＝1m/s 2 最大行程 S ＝50 cm 最大速度 v=8cm/s 工作台最大摩擦力 Ff ＝2000N最大切削力 Fc ＝500 N 供油压力ps ＝6.3MPa 反馈传感器增益Kf ＝1V ／cm二、系统的分析图1为某数控机床工作台位置伺服系统的系统方框原理图。
由于系统的控制功率较小、工作台行程较大，所以采用阀控液压马达系统。
用液压马达驱动，通过滚珠丝杠装置把旋转运动变为直线运动。
图1 系统方框图三、工作台负载分析工作台负载主要由切削力c F 、摩擦力f F 和惯性力a F 三部分组成。
假定系统在所有负载都存在的条件下工作，则总负载力为：max L c f a F F F F =++=3500N （1）四、动力元件参数选择（1） 工作台由液压马达经减速器和滚珠丝杠驱动。
根据力矩平衡方程，减速器输入轴力矩L T ：/2L L T F t i π= （2）其中：t 为丝杠导程；i 为减速器传动比 液压马达最大转速max n 为：max max /n iv t = （3）其中：max v 为工作台的最大运动速度。
液压马达所需排量m Q 为6322/510m m L L Q D T p m ππ-===⨯ （4）其中：L p 为液压马达负载压力，一般取L p ＝23sp ，s p 为液压系统压力，m D 为液压马达弧度排量。
根据条件：i ＝2，t ＝1.2×210-m/r ，s p ＝63×105Pa 由式（2）、式（4）计算得：m D ＝0.8×610-3m /rad 所以，液压马达负载流量L q 为：536.6710/L q m s -=⨯ （5）伺服阀压降v p 为：max v s L p p p =- （6）考虑泄漏等影响，L q 增大15％， 4.6/min L q L =。
MATLAB电液位置伺服控制系统设计及仿真教案资料
M A T L A B电液位置伺服控制系统设计及仿真数控机床工作台电液位置伺服控制系统设计及仿真姓名：雷小舟专业:机械电子工程子方向：机电一体化武汉工程大学机电液一体化实验室位置伺服系统是一种自动控制系统。
因此，在分析和设计这样的控制系统时，需要用自动控制原理作为其理论基础，来研究整个系统的动态性能，进而研究如何把各种元件组成稳定的和满足稳定性能指标的控制系统。
若原系统不稳定可通过调整比例参数和采用滞后校正使系统达到稳定，并选取合适的参数使系统满足设计要求。
1 位置伺服系统组成元件及工作原理数控机床工作台位置伺服系统有不同的形式，一般均可以由给定环节、比较环节、校正环节、执行机构、被控对象或调节对象和检测装置或传感器等基本元件组成[1]。
根据主机的要求知系统的控制功率比较小、工作台行程比较大，所以采用阀控液压马达系统。
系统物理模型如图1所示。
图1 数控机床工作台位置伺服系统物理模型系统方框图如图2所示。
图2 数控机床工作台位置伺服系统方框图数控机床工作台位置伺服系统是指以数控机床工作台移动位移为控制对象的自动控制系统。
位置伺服系统作为数控机床的执行机构，集电力电子器件、控制、驱动及保护为一体。
数控机床的工作台位置伺服系统输出位移能自动地、快速而准确地复现输入位移的变化，是因为工作台输出端有位移检测装置（位移传感器）将位移信号转化为电信号反馈到输入端构成负反馈闭环控制系统。
反馈信号与输入信号比较得到差压信号，然后把差压信号通过伺服放大器转化为电流信号，送入电液伺服阀（电液转换、功率放大元件）转换为大功率的液压信号（流量与压力）输出，从而使液压马达的四通滑阀有开口量就有压力油输出到液压马达，驱动液压马达带动减速齿轮转动，从而带动滚珠丝杠运动。
因滚珠丝杠与工作台相连所以当滚珠丝杠 运动时，工作台也发生相应的位移。
2数控工作台的数学模型 2.1 工作台负载分析工作台负载主要由切削力c F ,摩擦力f F 和惯性力a F 三部分组成，则总负载力为:a f c L F F F F ++=2.2液压执行机构数学模型工作台由液压马达经减速器和滚珠丝杠驱动。
电液位置伺服控制系统实验
减小Ki
正常参数
Ki减小为40
Ki变小，ωc=1.53<2.78， ωh=14.8不变，Kg=24.5>19.1
增大Kd1
正常参数
Kd1变大为35
Kd1变大，ωc=2.1<2.78， ωh=17.1>14.8 ，Kg=21.8>19.1
减小Kd1
正常参数
Kd1减小为20
Kd1变小，ωc=3.45>2.78， ωh=12.9<14.8 ，Kg=16.8<19.1
2）阀控缸微分方程
负载流量线性化方程 流量连续性方程
忽略阀腔和管道总容积，油液的压缩性影响忽略
液压缸活塞的动力学平衡方程
3）缸输出位移对伺服阀输入电信号的传递函数 或写成：
2 伪微分反馈控制算法
对输出信号C 微分的积分仍是C，这就说明没有必要对C 进行微分
2
微分反馈控制方框图
伪微分反馈控制方框图
增大Kd2
正常参数
Kd2变大为3.3
Kd2变大，ωc=2.78不变， ωh=14.8不变，Kg=20.4>19.1
减小Kd2
正常参数
Kd2减小为0.6
Kd2变小，ωc=2.95基本不变， ωh=14.8不变，Kg=7.51<19.1
斜坡输入1
正弦输入
正弦输入，幅值5，频率1
正弦输入，幅值5，频率2.95
为能量输出单元在线 性范围内的最大值
为输入信号在线性范 围内的最大值
2
系统开环传递函数
代入系数得到
正常参数时的ωc=2.78， ωh=14.8，Kg=19.1
增大Ki
正常参数
Ki变大为120
Ki变大，ωc=4.39>2.78， ωh=14.8不变，Kg=15<19.1
基于PLC的电液伺服控制系统设计
沈阳工程学院毕业设计摘要电液伺服系统融合了电气和电液两个方面的优点。
具体来说有对系统反应很敏捷，很强大的精准控制，再输出端的功数值相当高、在处理系统送来的相应相当快，非常善于反馈各种参数控制量。
在综合了上述的优点后它在对需求速度核装载量大的对象时候更能发挥他的特长。
在各种形式的恶劣环境中均有着不同的应用。
比如说在军事上的应用、航空航天上的应用，钢铁电力行业的应用，制造加工业的应用、各种飞机车里的模拟台的控制、电炉冶炼的电极位置的控制以及各种实验机的压力的控制。
机械手运动伺服系统是隶属于电液控制系统的一类，他将小液压功率转换为大功率的液压信号，早些年代的机械手伺服系统是一起执行所有的命令，这样对机器的性能往往会有所限制，因为PLC是周期性循环扫描方式，每一瞬间就只能专心做一件事，同时使得运算速度特别快，让他与外部电器动作几乎同步，实现控制上的要求。
西门子S7-200具有模块化的结构，容易实现分布式的配置，同时具有很高电磁兼容特点，因此被广泛的应用。
本次设计采用S7-200 PLC，选用紫金桥软件作为上位机，实现对电液伺服控制系统的模拟。
关键词电液伺服系统，机械手，S7-200，紫金桥-I-基于PLC的电液伺服控制系统设计AbstactElectro hydraulic servo system integrated the advantages of the two aspects of electrical and electro hydraulic, with high control precision, fast response, large output power, signal processing flexibility, easy to achieve the feedback of various parameters, etc.. Therefore, in the load quality and response speed of occasions the most suitable for, its application has been throughout all areas of the national economy, such as control the position of the aircraft and ship steering control, radar and gun control, machine tool industry and trade and Taiwan, strip of rolling mill thickness control, electric furnace electrode position control, aircraft of various vehicles in the simulation table control, the generator speed control, material testing machine and other experimental machine pressure control.Belonging to the motion of the manipulator servo system of electro-hydraulic control system, he will be small power conversion for high power hydraulic signal and previous manipulator servo system is to execute all orders together, so on the machine's performance will limit, PLC cycle scanning mode, each moment concentrate on doing one thing, while the calculation speed is very fast, makes him almost simultaneous with the action of external appliances, achieve control requirements.SIEMENS S7-200 modular structure, easy to implement distributed configuration and cost-effective, strong electromagnetic compatibility characteristics, is widely used. The S7-200 is used as the upper computer, and the simulation is carried out on the purple bridge to realize the simulation of electro hydraulic servo control system.Key words electro hydraulic servo system, manipulator, S7-200, purple bridge-II-沈阳工程学院毕业设计目录摘要 (I)Abstact ............................................................................................................ I I 1绪论.. (1)1.1课题背景及选题意义 (1)1.2国内发展的趋势 (1)1.2.1我国的发展的初始阶段 (1)1.2.2我国发展的势头 (2)1.3本课题研究的内容 (2)2 电液伺服系统的基本原理 (3)2.1电液伺服控制系统的简介 (3)2.2电液伺服系统的概述 (4)2.2.1电液伺服阀驱动电路 (4)2.2.2电液伺服阀电流的显示电路 (4)2.3传感器的调节电路 (4)2.3.1系统模型 (5)2.3.2硬件的系统 (5)2.3.3软件的系统 (5)3 系统的设计 (7)3.1 PID的概述 (7)3.2调节器控制的规律 (8)4 控制设备及软件原理 (10)4.1 PLC概述 (10)4.1.1 PLC的定义 (10)4.1.2 PLC的特点 (10)4.1.3 PLC的应用与发展 (11)4.2 PLC的基本结构及工作原理 (11)4.2.1 PLC的基本结构 (11)4.2.2 PLC工作的原理 (13)4.2.3可编程控制器的编程原则和方法 (15)4.3监控软件的构成及功能 (15)4.3.1监控软件的用途及分类 (15)4.3.2紫金桥软件的功能及基本使用方法 (16)5 电液伺服系统的应用 (18)5.1设计思路 (18)5.2点设置 (18)5.3电气接线图 (19)5.4梯形图的实现 (19)5.5 I/O点的分配 (26)5.6调试运行 (27)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)-III-沈阳工程学院毕业设计1绪论1.1课题背景及选题意义机械手是现代工业化自动控制中涌现出来的的一项新工艺，已经成为工业现代化制造的一项重要组成部分。
电液伺服系统的设计与实现
电液伺服系统的设计与实现随着科技的不断发展，机械设备的功能和性能要求也越来越高。
而在众多机械设备中，电液伺服系统以其优良的性能和高效的工作模式，已经成为了广泛应用的设备之一。
本文将就电液伺服系统的设计和实现进行讨论，以期提高其性能和工作效率。
一、电液伺服系统的组成电液伺服系统是由3个部分组成的：电子控制单元、电液传动系统和执行机构。
1. 电子控制单元电子控制单元包括控制器和信号处理器，控制器是整个系统的核心。
它可以接收来自传感器的反馈信息，根据内部程序计算出控制信号，并输出到执行机构，实现对执行机构的精确控制。
2. 电液传动系统电液传动系统是整个电液伺服系统的动力源，它包括电液转换器、电动机、泵、油箱、阀门等组成。
电动机通过传动装置，驱动泵产生压力液体，液体经过阀门进入执行机构，实现机械臂等动作。
3. 执行机构执行机构是电液伺服系统的输出节点，它通过接收液压驱动，转换为机械运动。
在典型的电液伺服系统中，执行机构通常包括液压缸、液压马达、液压单元等。
二、电液伺服系统的优点1. 精度高因为电液伺服系统可以接收来自传感器的反馈信息，根据内部程序计算出控制信号，并输出到执行机构，实现对执行机构的精确控制，所以其控制精度很高，可以满足高精密度机械设备的要求。
2. 动态性能好电液伺服系统的调节速度快，反应灵敏。
它不仅可以适应于各种工况的需要，而且可以根据需要进行控制和调节。
相比之下，其他传动系统难以满足这些要求。
3. 可扩展性强电液伺服系统的结构比较清晰，它根据要求可以进行功能扩展。
同时，它也可以与其他的控制系统进行集成，如PLC、CAN总线等。
三、电液伺服系统的设计电液伺服系统的设计必须根据所需的实际应用来进行，下面简单介绍了一些设计方法。
1. 系统参数计算电液伺服系统的设计一定要进行系统参数计算，以确保正确的系统工作。
主要包括负载惯性、运动速度、加速度、油液流量、泵、马达的型号、离合器等参数的计算。
2. 控制系统设计控制系统设计是电液伺服系统设计的核心问题。
最新液压系统设计(跑偏)
跑偏控制系统设计为防止如带钢、皮带等卷绕过程会产生跑偏问题，就必须进行跑偏控制，也即边沿位置控制。
设备控制系统的组成和原理如下图所示。
图1 原理图该系统的工作原理是：系统的光电检测器由光源与光电二组成，同卷筒刚性连接，当被控边沿(如带钢)等正常运行，光电管接受一半光照，其电阻值为R当被控边沿偏离检测器中央时，光电管接受的光照发生变化．电阻值随之变化，因而破坏了以光电管电阻为一臂的电桥平衡，输出一偏差信号电压，此电压信号经放大器放大后产生差动电流△I输入到电一液伺服阀，产生正比于输入信号的流量，控制液压缸拖动卷筒，使其向纠偏的力向运动，直到跑偏位移为零，使卷筒处于中心位置。
由于检测器与卷筒起移动，形成了直接位置反馈。
1.设计要求和给定参数(1)带材最大速度：v m=2.2×102 m/s；(2)最大钢卷重力：G1=147000N其他部件移动重力G2=196000N；故负载质量M：(G1+G2)/9. 8=35000kg；(3)工作行程：L=150mm；(4)对控制系统的要求最大调节速度：V m=2 .2x10-2 m/s：系统频宽：w b>20rad/s最大加速度: a m=0. 47×l0-2m/s2。
系统最大误差e p≤±2×10 -3m2.控制方案拟定根据工作要求，决定采用电液伺服阀和液压缸控制方案，如图1所示。
系统的职能方框图如图2所示。
图2 职能方块图3根据主要设计参数确定主要装置1油源采用压力补偿变量泵，为保护伺服阀，应采取措施，防止油液污染，根据工作要求，油源压力取为P s=4MPa。
2)确定动力元件尺寸参数(1)负载：总负载力F L=F a+F f=Ma m+G f=19145N(2)确定执行元件——液压缸参数通常把负载压力取为P L=p s=2 6MPa由于P L=F L/A p，所以A p=F L/p L=0.72x10-2m2根据工作需要，该装置的负载压力，主要满足拖动力即可，负载压力不要太大，可把负载压力取得更小些．即把作用面积取为A p=F L/p L=1. 68x10-2m2则P L= F L/ A p =2. 02MPa≤2p s/3=2.6MPa，合理。
电液伺服控制课程设计
电液伺服控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电液伺服系统的基本原理，掌握其主要组成部分及功能；2. 掌握电液伺服系统的数学模型，了解其动态特性和稳态特性；3. 学会分析电液伺服系统的性能指标，了解影响性能的主要因素；4. 掌握电液伺服系统的控制策略，了解不同控制算法的优缺点。
技能目标：1. 能够运用所学知识对电液伺服系统进行数学建模；2. 能够设计简单的电液伺服控制系统，并进行性能分析；3. 能够运用仿真软件对电液伺服系统进行仿真实验，验证控制策略的有效性；4. 能够对实际电液伺服系统进行调试和优化，提高系统性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电液伺服控制系统及其应用的兴趣，激发创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重理论与实践相结合；3. 培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力；4. 增强学生对我国液压事业的认同感，树立为国家和民族工业发展贡献力量的信念。
课程性质：本课程为专业技术课程，以理论教学与实践操作相结合的方式展开。
学生特点：学生具备一定的电工电子基础，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：注重理论联系实际，强化实践教学，提高学生的实际操作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估和调整。
二、教学内容1. 电液伺服系统原理及组成部分- 液压基础知识回顾- 电液伺服系统的定义、分类及应用- 主要组成部分（液压泵、液压缸、伺服阀、传感器等）及其功能2. 电液伺服系统的数学建模- 系统的动态方程建立- 系统的稳态方程建立- 模型参数的识别与验证3. 电液伺服系统性能分析- 系统稳定性分析- 系统快速性分析- 系统精确性分析4. 电液伺服控制策略- 常用控制算法（PID控制、模糊控制、自适应控制等）- 控制算法的优缺点分析- 控制策略的设计与优化5. 电液伺服系统仿真与实验- 仿真软件的使用方法- 搭建仿真模型与实验平台- 仿真与实验结果的对比分析6. 电液伺服系统调试与优化- 系统调试方法与技巧- 常见故障分析与处理- 系统性能优化方案教学内容安排与进度：根据课程目标和教材章节，分阶段进行教学，确保内容的系统性和连贯性。
伺服控制课程设计-电液位置伺服系统的设计与仿真
电液位置伺服系统的设计与仿真
伺服控制课程设计 —— ——伺服控制课程设计
指导老师： 小组成员：机械工程及自动化
伺服控制的设计与仿真................................................................................................... 1 任务分工情况................................................................................................................................... 2 电液位置伺服系统的设计与仿真................................................................................................... 5 摘要................................................................................................................................................... 5 引言................................................................................................................................................... 5 一、设计任务与要求..............................................................
伺服控制课程设计 —— ——伺服控制课程设计
指导老师： 小组成员：机械工程及自动化
伺服控制的设计与仿真................................................................................................... 1 任务分工情况................................................................................................................................... 2 电液位置伺服系统的设计与仿真................................................................................................... 5 摘要................................................................................................................................................... 5 引言................................................................................................................................................... 5 一、设计任务与要求..............................................................
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前言随着20世纪自动化技术的巨大进步，自动控制理论得到不断地发展和完善。
本文正是针对设计任务，通过设计方案的分析比较之后，选择电液控制系统来设计此次任务。
本文首先介绍了液压控制的一些基本概念，对研究对象和任务作出了整体的介绍，并简述了液压控制技术的发展史。
然后在明确设计要求的情况下，对设计任务进行分析。
通过机液伺服跑偏控制系统和电液伺服跑偏控制系统的分析对比，最终选择了电液伺服跑偏控制系统的设计方案，从而进入本课题研究要点。
接着本文对电液伺服跑偏控制系统做了具体的设计，先是对电液伺服机构进行了分析，得出了电液伺服系统的数学模型，进而分析了其特点。
接着又对系统做了静、动态计算及分析，确定了供油压力，选取了伺服阀，并求取了各元件的传递函数，绘制了系统方块图，得出系统的各个参数。
然后还要对系统进行校正，得到更为优良的设计参数，使系统更加完善，以进一步提高系统的性能。
最后利用了先进电脑仿真技术MATLAB对所做的系统进行仿真，通过改变系统的各个参数进行分析、比较，从而可看出系统的各个参数对系统的响应速度和稳定性的影响，本论文在王慧老师的悉心教导之下，通过研读各著作期刊，经过多次的修改。
由于作者水平有限，论文中难免出现点差错，恳请读者指正。
1 绪论液压伺服控制系统是以液压动力元件作驱动装置所组成的反馈控制系统。
在这种系统中，输出量（位移、速度、力等）能够自动地、快速而准确地复现输入量的变化规律。
与此同时，还对输入信号进行功率放大，因此也是一个功率放大装置。
液压伺服控制系统是以液体压力能为动力的机械量（位移、速度和力）自动控制系统。
按系统中实现信号传输和控制方式不同分为机液伺服系统和电液伺服系统两种。
机液伺服系统的典型实例是飞机、汽车和工程机械主离合器操纵装置上常用的液压助力器，机床上液压仿形刀架和汽车与工程机械上的液压动力转向机构等。
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。
电液位置伺服控制系统适合于负载惯性大的高速、大功率对象的控制，它已在飞行器的姿态控制、飞机发动机的转速控制、雷达天线的方位控制、机器人关节控制、带材跑偏、张力控制、材料试验机和加载装置等中得到应用。
1.1 液压伺服控制系统的组成液压伺服控制系统不管多么复杂，都是由以下一些基本元件组成的，如图1-1所示：图1-1 电液伺服控制系统Fig.1-1 electro-hydraulic servo system1）输入元件——也称指令元件，它给出输入信号（指令信号）加于系统的输入端。
该元件可以是机械的、电气的、气动的等。
如靠模、指令电位器或计算机等。
2）反馈测量元件——测量系统的输出并转换为反馈信号。
这类元件也是多种形式的。
各种传感器常作为反馈测量元件。
如测速机、阀套，以及其它类型传感器。
3）比较元件——相当于偏差检测器，它的输出等于系统输入和反馈信号之差，如加法器、阀芯与阀套组件等。
4）液压放大与转换元件——接受偏差信号，通过放大、转换与运算（电液、机液、气液转换），产生所需要的液压控制信号（流量、压力），控制执行机构的运动，如放大器、伺服阀、滑阀等。
5）液压执行元件——产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。
如液压缸和液压马达等。
6）控制对象——被控制的机器设备或物体，即负载。
此外，系统中还可能有各种校正装置，以及不包含在控制回路内的能源设备和其它辅助装置等。
液压控制元件、执行元件和负载在系统中是密切相关的，把三者的组合称之为液压动力机构。
凡包含有液压动力机构的反馈控制系统统称为液压控制系统。
1.2 液压伺服控制的分类液压伺服控制系统可按下列不同的原则进行分类，每一种分类的方法都代表系统一定的特点。
1.2.1按系统输入信号的变化规律分类液压伺服控制系统按输入信号的变化规律不同可分为：定值控制系统、程序控制系统和伺服控制系统。
1) 定值控制系统——当系统输入信号为定值时，称为定值控制系统。
对定值控制系统，基本任务是提高系统的抗干扰性，将系统的实际输出量保持在希望值上。
2) 程序控制系统——当系统的输入信号按预先给定的规律变化时，称为程序控制系统。
输入量总在频繁的变化，系统的输出量能够以一定的准确度跟随输入量的变化而变化。
3) 伺服控制系统——也称随动系统，其输入信号是时间的未知函数，而输入量能够准确、快速地复现输入量的变化规律。
对伺服系统来说，能否获得快速响应往往是它的主要矛盾。
1.2.2按被控物理量的名称分类1) 位置伺服控制系统；2) 速度伺服控制系统；3) 加速度伺服控制系统；3) 力控制系统；4) 其它物理量的控制系统；1.2.3 按液压动力元件的控制方式分类1) 节流式控制（阀控式）系统——用伺服阀按节流原理来控制流入执行机构的流量或压力的系统。
2) 容积式控制（变量泵控制或变量马达控制）系统——利用伺服变量泵或变量马达改变排量的办法控制流入执行机构的流量和压力系统。
又可分为伺服变量泵系统和伺服变量马达系统两种。
1.2.4 按信号传递介质的形式分类1) 机械液压伺服系统；2) 电气液压伺服系统；3) 气动液压伺服系统；除以上几种分类方法外，还可将系统分为数字控制系统和连续时间控制系统，线性或非线性控制系统等。
1.3 液压伺服控制的优缺点1.3.1 液压伺服控制的优点液压伺服系统与其它类型的伺服系统相比，具有以下的优点：1) 液压元件的功率—重量比和力矩—惯量比大, 功率传递密度高, 可组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统。
对于中、大功率的伺服系统，这一优点尤为突出。
2) 液压动力元件快速性好，系统响应快。
由于液压动力元件的力矩—惯量比（或力—质量比）大，所以加速能力强，能高速起动、制动与反向。
3) 液压伺服系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。
4) 液压执行元件速度快, 在伺服控制中采用液压执行元件可以使回路增益提高、频宽高。
5) 液压控制系统可以实现频繁的带载起动和制动, 可以方便地实现正反向直线或回转运动和动力控制, 调速范围广、低速稳定性好、能量贮存和动力传输方便。
此外，液压伺服控制系统还有一些优点。
如液压元件的润滑性好，液压元件寿命长（与气动相比）；调速范围宽、低速稳定性好；借助油管动力传输比较方便；借助蓄能器，能量储存比较方便；液压执行元件有直线位移式和旋转式两种，增加它的适应性；过载保护容易；解决系统温升问题比较方便；易于采取节能措施等1.3.2 液压伺服控制的缺点液压控制系统因有上述突出优点，使它获得广泛的应用。
但它还存在不少缺点，因而又使它的应用受到某些限制。
其主要缺点有：1) 液压元件，特别是精密的液压控制元件（如电液伺服阀）抗污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。
污染的油液会使阀磨损而降低其性能，甚至被堵塞而不能正常工作。
这是液压伺服系统发生故障的主要原因。
因此液压伺服系统必须采用精过滤器。
2) 油液的体积弹性模量随油温和混入油中的空气含量而变化。
油液的黏度也随油温的变化而变化。
因此油温的变化对系统的性能有很大的影响。
3) 当液压元件的密封装置设计、制造或使用维护不当时，容易引起漏油，污染环境。
采用石油基液压油，在某些场合有引起火灾的危险。
采用抗燃液压油可使这种危险减小。
4) 液压元件加工精度要求高，成本高，价格贵。
5) 液压能源的获得、储存和远距离输送不如电气系统方便。
1.4 电液伺服控制系统的发展概况电液伺服控制技术最先产生于美国的MIT，后因其响应快、精度高，很快在工业界得到了普及。
电液伺服系统是一种以液压动力元件作为执行机构，根据负反馈原理，使系统的输出跟踪给定信号的控制系统。
它不仅能自动、准确、快速地复现输入信号的变化规律，而且可对输入量进行变换与放大。
作为控制领域的一个重要研究对象，电液伺服系统的设计理论和方法一直受到控制学科的指导和启发，经历了从线性到非线性智能控制的发展历程。
自从20世纪50年代麻省理工学院开始研究电液伺服系统的控制至以后的几十年中，电液伺服控制设计基本上是采用基于工作点附近的增量线性化模型对系统进行综合与分析。
PID 控制也因其控制律简单和易于理解，受到工程界的普遍欢迎。
然而，随着人们对控制品质要求的不断提高，电液伺服系统中PID 控制的地位发生了动摇。
这主要是由电液伺服系统的特性所决定的。
首先，电液伺服系统是一个严重不确定非线性系统，环境和任务复杂，普遍存在参数变化、外干扰和交叉耦合干扰；其次，电液伺服系统对频带和跟踪精度都有很高的要求。
如航空航天领域的系统频宽可达100Hz，已接近甚至超过液压动力机构的固有频率；另外，在高精度快速跟踪条件下，电液伺服系统中的非线性作用已不容忽视。
因此，可以说电液伺服系统是一类典型的未知不确定非线性系统。
这类系统扰动大、工作范围宽、时变参量多、难以精确建模。
这些特点对系统的稳定性、动态特性和精度都将产生严重的影响，特别是控制精度受负载特性的影响而难以预测。
例如，在材料试验机上，一般的动态加载多采用PID方式，对不同的试件，必须更改不同的PID参数，尤其是在材料变形的塑性区域，PID控制更加难以满足人们日益精细的控制要求。
70年代末至80年代初，计算机技术的发展为电子技术和液压技术的结合奠定了基础。
随后计算机控制在电液伺服系统中得到应用，使复杂控制策略的实现成为可能。
自适应控制的引入在一定程度上提高了系统的鲁棒性和控制精度，并在解决许多工程问题上发挥了积极的作用。
但在大扰动或系统存在严重不确定性时，自适应算法将趋向复杂，造成实现上的困难。
此外，它对非线性因素的处理能力也不尽人意。
近年来，控制学科的发展推动了电液伺服系统智能控制的研究。
对非对称缸系统，国内早期在WE试验机上有过研究；国外也进行了非对称缸系统建模和Robust控制的研究，如使用双函数边界法，将阀口流量、缸体运动的非线性用线性不确定方程来描述，将非线性问题转化为参数摄动问题进行处理。
此外，模糊控制、神经网络控制等非线性控制技术也都在电液伺服系统中取得了一席用武之地。
尤其是在模糊控制方面，经过多年的研究与实践，已由最初的技术应用研究，逐步形成了系统化的模糊控制设计理论和方法，并在电液伺服系统中取得成功的应用。
由此可见，电液伺服系统非线性智能控制研究的前景是十分广阔的。
然而，目前仍存在许多问题。
比如，应用方面的非线性系统理论的不完备，对诸如控制策略设计、稳定性分析以及非线性和智能控制理论方法在实际应用中存在的局限性缺乏有针对性的研究等。
此外，值得指出的是，虽然电液伺服系统中的非线性因素会对控制系统的设计产生一定的影响，但是这些非线性因素的影响在多数条件下远不如负载干扰的影响大。