液压伺服系统工作原理

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。

（2） 液压仿形刀架的数学模型 假定仿形刀架受弹性负载K、阻尼负载B和外负载力FL的作用，则根据牛顿定
块图可得系统开环传递函数为
G(s)H
(s)
=
Kv s(ωs2h2 +2ωζhh
s+1)
(5-3)
式中
Kv——开环放大系数(也称速度放大系数)， K v
=
KqK f Ap
式(5-3)中含有一个积分环节，因此系统是 I 型伺服系统。 由式(5-3)可画出开环系统伯德图，如图 5-3 所示。在ω < ωh 时，低频渐近线是
3.机液位置伺服系统举例 液压仿形刀架是机械液压位置控制系统的典型应用实例，它适用于车、铣、刨、
磨的机械加工。液压仿形刀架工作原理图如图 5-4 所示。
图 5-4 液压仿形刀架工作原理图
在仿形车床上，它可以仿照模板的形状自动加工出各种形状的轴类或旋转体
4／14
工件。它在机械制造业中得到广泛的应用。 （1）液压仿形刀架的结构及其工作原理
由此可知，仿形刀架是一个典型的机械液压位置控制系统。它的输入量是触头 的位移xi，输出量(即被控制量)是液压缸缸体的位移y，伺服阀在该系统中起到了比 较、放大和控制作用，液压缸是系统的执行元件，反馈、检测由杠杆完成。该系 统的工作原理可用图 5-5 职能方框图描述。
图 5-5 液压仿形刀架职能方框图
(5-6)
在设计液压位置伺服系统时，可以把它作为一个经验法则。 由图 5-3 所示的伯德图可以看出，穿越频率近似等于开环放大系数，即
ωc ≈ Kv
(5-7)
实际上ωc 稍大于Kv，而系统的频宽又稍大于ωc 。所以开环放大系数愈大，系统的
响应速度愈快。另外，开环放大系数越大，系统的控制精度也越高。所以要提高

实现 自动化的控制要 求。 （ ４ ）易于 实现防爆功 能。液压缸 与步进 电动 机均有多规格 、多类型防爆 产品，使得数字液压缸 应用于矿山机械等领域成为可能 ，只需要选择合适
的 产 品 配型 即 可 使用 。
计 算机 或Ｐ Ｌ Ｃ 发 出数字脉 冲信 号来 控制步进 电动
机 ，进而达到控制液压缸运动的 目的 。 数字油缸有如下独特功能 ：
螺母保持相 同转速 ，二者之 间无相对旋转运动与轴
向直 线 运 动 ，阀 芯 开 口大小 不变 ，此 时 阀 芯开 口处
的流量不变 ，活塞杆以原有的运动速度进行移动 。 当ｖ 相 对 ＞ ０ 时 ，阀芯 、反馈滚 珠丝杠在轴 向上保 持原有方 向的直线运 动 ，使 阀芯开 口增大 ，进而使 流量增大 ，推动活塞杆 、丝杠及反馈滚珠螺母加速 运动 ，使得 相 对 不断减小 ，直至 相 对 变为零。
对其他规格钢管进行弯制时 ，每次 弯管前重复
调整的过程即可 ：①根据钢管外径调整每 层弧形辊
・
参磊
６ １
活塞向右移动 ，且随着 阀芯开 口的增大 ，活塞的移 动速度会逐 渐加快 ；活塞杆上的丝杠螺母与丝杠组
成 丝杠 运 动副 ，所 以 活 塞 杆 向 右运 动 时 ，丝 杠 会 与
长弯头就压人多长 ，方便快捷 。固定轴头和转动辊 身之 间采用轴承 ，垂直受压 ，受力合理 ，延长 了弧
形辊的使用寿命 。
成本提 高工效的有力措施 ，这种方法我们 已经在全
公司范 围内推广应用 ，广泛应用于国内外的冶金、 矿 山机 械产 品的 配管制作 中 ，具 有极好 的社会 效
益 。ＭＷ （ ２ ０ １ ３ ０ ８ ２ ３ ）
数控液压伺服控制系统Байду номын сангаас作原理及在 冲压工艺中的应用

10－节流孔；11－滤油器
控制元件-电液伺服阀
挡板 先导控制油腔
喷嘴
挡板一方面与力 矩马达衔铁连接， 另一方面，其穿过 两个喷嘴，与主阀 芯连接。
主阀芯
压缸停止运动。
喷嘴挡板阀的优点是结构简单、
加工方便、运动部件惯性小、反应快、
精度和灵敏度高；缺点是能量损耗大、
抗污染能力差。喷嘴挡板阀常用作多
级放大伺服控制元件中的前置级。
图7.11 喷嘴挡板阀的工作原理 1－挡板；2、3－喷嘴；4、5－
节流小孔
§7.3 电液伺服阀
电液伺服阀是电液联合控制的多 级伺服元件，它能将微弱的电气输入 信号放大成大功率的液压能量输出。 电液伺服阀具有控制精度高和放大倍 数大等优点，在液压控制系统中得到 了广泛的应用。
图7.4 速度伺服系统职能方框图
实际上，任何一个伺服系统都是由这些元件（环节） 组成的，如图7.5所示。
图7.5 控制系统的组成环节
下面对图中各元件做一些说明：
（1）输入（给定）元件。通过输入元件，给出必要的 输入信号。如上例中由给定电位计给出一定电压，作为系 统的控制信号。
（2）检测、反馈信号。它随时测量输出量（被控量） 的大小，并将其转换成相应的反馈信号送回到比较元件。 上例中由测速发电机测得液压缸的运动速度，并将其转换 成相应的电压作为反馈信号。
（5）执行元件（机构）。直接带动控制对象动作 的元件或机构。如上例中的液压缸。
（6）控制对象。如机器的工作台、刀架等。
3.液压伺服系统的分类
伺服系统可以从下面不同的角度加以分类。
（1）按输入的信号变化规律分类：有定值控制系统、程 序控制系统和伺服系统三类。
当系统输入信号为定值时，称为定值控制系统，其基本 任务是提高系统的抗干扰能力。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。伺服系统也称为随动 系统，其输入信号是时间的未知函数，输出量能够准确、迅 速地复现输入量的变化规律。

• 抗干扰能力强：液压系统具有一定的隔振和抗干 扰能力，能够适应复杂的工作环境。
液压比例控制系统的优缺点
缺点
容易出现泄漏和污染：液压系统存在一定的泄漏和污染问题，需要采取措施进行防护。
对温度和压力变化敏感：液压系统的性能受到温度和压力变化的影响较大，需要进行补偿和 调整。
04
液压伺服与比例控制系统的设计 与应用
缺点
维护成本高、液压油易污染、温 度变化影响大、管道复杂、对油 液清洁度要求高等。
03
液压比例控制系统的工作原理
液压比例控制系统的组成
控制器
用于接收输入信号，并生 成控制指令。
执行器
根据控制器的指令，驱动 液压比例阀，以实现对流 量的控制。
反馈传感器
监测执行器的位置或速度 ，将其转化为电信号反馈 给控制器，以形成闭环控 制。
促进工业技术创新
液压伺服与比例控制系统的发展推动了工业技术的创新， 为工业生产带来了更多的可能性，为工业发展注入了新的 动力。
改变工业生产模式
液压伺服与比例控制系统的应用改变了传统的工业生产模 式，实现了更加智能化、网络化的工业生产，为工业发展 带来了新的机遇和挑战。
THANKS
感谢观看
液压伺服与比例控制系统的安全操作规程
在操作前阅读使用手册，按照手册要 求进行操作。
检查液压系统的各个部件是否正常， 无泄漏和损伤。
在操作过程中，不要在危险的情况下 进行操作，如设备故障、人员伤害等 。
在操作过程中，要注意安全保护措施 ，如佩戴安全帽、安全手套等。
06
液压伺服与比例控制系统的发展 趋势及未来展望
液压比例控制系统的分类
按控制方式
开环控制、闭环控制。
按液压执行元件

伺服液压缸原理
伺服液压缸是一种通过液压力来实现精确位置控制的装置。

它由液压缸和伺服控制部分组成。

液压缸是伺服液压系统的执行部分，它包括液压缸筒、活塞以及密封件。

液压缸筒是一个金属筒体，内部衬有涂层来减少摩擦；活塞则是一个固定在筒内的圆柱体，通常由钢制成。

液压缸的密封件主要包括密封圈和密封垫，用于防止液压油泄露。

伺服液压系统通过控制压力和流量来控制液压缸的活塞位置，从而实现所需的运动。

具体来说，伺服控制部分会感知到外部的位置信号，并将其转化为电信号。

然后，这些电信号会经过信号处理部分，计算出所需的压力和流量，并通过控制阀门来实现液压系统的输出。

液压系统会将液压油送入液压缸，使活塞向所需的位置移动。

伺服液压系统具有快速响应、高精度和高稳定性的优点。

它可以广泛应用于工业生产中的定位、自动化控制和机器人技术等领域。

图10-10 电液伺服阀
二、电液伺服阀工作原理
1.力矩马达工作原理
磁铁把导磁体磁化成N、S极， 形成磁场。 线圈无电流时，力矩马达无力 矩输出，挡板处于两喷嘴中间；当 输入电流通过线圈使衔铁3左端被 图10-10 电液伺服阀 磁化为N极，右端为S极，衔铁逆时 针偏转。弹簧管弯曲产生反力，使衔铁转过θ 角。电流越大 θ 角就越大，力矩马达把输入电信号转换为力矩信号输出。
二、射流管阀
射流管阀由射流管1和接收板2组成。射流管可绕Ｏ 轴左右摆动一个不大的角度，接收板上有两个并列的接 收孔a、b，分别与液压缸两腔 相通。压力油从管道进入射流 管后从锥形喷嘴射出，经接收 孔进入液压缸两腔。 射流管偏向哪个接收孔， 油缸相应的工作腔压力提高， 缸体就向那个方向运动。
图10-8 射流Βιβλιοθήκη 阀图10-6 四边节流滑阀结构示意图
4、三种节流边的对零状态
1）负开口 （xs＜0）有较大的不灵敏区，较少采用（图10-7a）
2）正开口
（xs＞0）工作精度较负开口高，但功率损耗大，稳 定性也较差。（图10-7b） 3）零开口 （xs=0）其工作 精度最高，制造 工艺性差。（图10-7c）
图10-7 滑阀的不同开口形式
图10-3 液压伺服控制系统流程图
三、液压伺服系统分类
按输出物理量分类：位置、速度、力伺服系统
按信号分类：机液、电液、气液伺服系统
按元件分类：阀控系统、泵控系统
液压伺服系统与电气伺服系统相比优点﹕
1）体积小﹐重量轻﹐惯性小﹐可靠性好﹔
2）快速性好﹔
3）刚度大(即输出位移受外负载影响小)﹐定位准确。
跟随缸体移动到挡板两边对称位 置时，缸运动停止。
图10-9 喷嘴挡板阀

，它可以绕扭轴在a、b、c
、d四个气隙中摆动。
力矩马达 1——放大器； 2——上导磁体； 3——永久磁铁； 4——衔铁； 5——下导磁体； 6——弹簧管； 7——永久磁铁
当线圈控制电流为零时，四个 气隙中均有永久磁铁所产生的固定 磁场的磁通，因此作用在衔铁上的 吸力相等，衔铁处于中位平衡状态 。通入控制电流后，所产生的控制 磁通与固定磁通叠加，在两个气隙 中（例如，气隙a和d）磁通增大， 在另两个气隙中（例如，气隙b和c ）磁通减少，因此作用在衔铁上的 电磁力矩与扭轴的弹性变形力矩及 外负载力矩平衡时，衔铁在某一扭 转位置上处于平衡状态。
（5）执行元件（机构）。直接带动控制对象动作 的元件或机构。如上例中的液压缸。
（6）控制对象。如机器的工作台、刀架等。
液压伺服系统的分类(1/2)
3.液压伺服系统的分类
伺服系统可以从不同的角度加以分类。
（1）按输入的信号变化规律分类：有定值控制 系统、程序控制系统和伺服系统三类。
当系统输入信号为定值时，称为定值控制系统， 其基本任务是提高系统的抗干扰能力。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。伺服系统也称为随动系统，其输入信号是时间 的未知函数，输出量能够准确、迅速地复现输入量 的变化规律
动圈式力马达的线性行程范 围大（±2～4mm），滞环小， 可动件质量小，工作频率较宽， 结构简单，但如采用湿式方案， 动圈受油的阻尼较大，影响频宽 ，适合作为气压比例元件。
二、力矩马达
由上下两块导磁体、左
右两块永久磁铁、带扭轴
a
b
（弹簧管）的衔铁及套在
c
d
衔铁上的两个控制线圈所
组成。衔铁悬挂在扭轴上
液压伺服系统的分类(2/2)

4液压缸若给差动杆上端一个向右的输入运动使a点移至a位置这时液压缸中的活塞因负载阻力较大而暂时不移动此时差动杆上的b点就以c支点右移至b点同时使随动滑阀的阀芯右移阀口1和3增大而2和4则减小从而导致液压缸的右腔压力增高而左腔压力减小活塞向左移动
第11章
§11.1 概述
液压伺服系统
§11.2 典型的液压伺服控制元件 §11.3 电液伺服阀
3.液压伺服系统的分类 伺服系统可以从下面不同的角度加以分类。 （1）按输入的信号变化规律分类：有定值控制系统、程 序控制系统和伺服系统三类。 当系统输入信号为定值时，称为定值控制系统，其基本 任务是提高系统的抗干扰能力。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。伺服系统也称为随动 系统，其输入信号是时间的未知函数，输出量能够准确、迅 速地复现输入量的变化规律。 （ 2 ）按输入信号的不同分类：有机液伺服系统、电液伺 服系统、气液伺服系统等。 （ 3 ）按输出的物理量分类：有位置伺服系统、速度伺服 系统、力（或压力）伺服系统等。 （4）按控制元件分类：有阀控系统和泵控系统。 在机械设备中，阀控系统应用较多，故本章重点介绍阀 控系统。
4.液压伺服系统的优缺点 液压伺服系统除具有液压传动系统所固有的一系 列优点外，还具有控制精度高、响应速度快、自动化程 度高等优点。 但是，液压伺服元件加工精度高，因此价格较贵； 对油液污染比较敏感，因此可靠性受到影响；在小功率 系统中，液压伺服控制不如电器控制灵活。随着科学技 术的发展，液压伺服系统的缺点将不断得到克服。在自 动化技术领域中，液压伺服控制有着广泛的应用前景。
图11.2 液压缸速度调节过程示意图
液压伺服系统的工作原理和特点(3/5)
由图 11.2 中可以看出，输出量（液 压缸速度）通过操作者的眼、脑和手来 影响输入量（节流阀的开口量）。这种 反作用被称为反馈。在实际系统中，为 了实现自动控制，必须以电器、机械装 置来代替人，这就是反馈装置。由于反 馈的存在，控制作用形成了一个闭合回 路，这种带有反馈装置的自动控制系统， 被称为闭环控制系统。图 11.3 为采用电 液伺服阀控制的液压缸速度闭环自动控 制系统。这一系统不仅使液压缸速度能 任意调节，而且在外界干扰很大（如负 图 11.3 阀控油缸闭环控制系 载突变）的工况下，仍能使系统的实际 统原理图 －齿条； 2 －齿轮； 3 －测速 输出速度与设定速度十分接近，即具有 1 发电机；4－给定电位计；5－ 很高的控制精度和很快的响应性能。 放大器；形式

第11章液压伺服系统概述液压伺服控制技术是液压技术中的一个分支，又是控制领域中的一个重要组成部分。

一、液压伺服系统的发展历史在第一次世界大战前，液压伺服系统作为海军舰船的操舵装置已开始应用。

在第二次世界大战期间及以后，由于军事需要，特别是武器和飞行器控制系统的需要，以及液压伺服系统本身具有响应快、精度高、功率一重量比大等优点，液压伺服系统的理论研究和实际应用取得了很大的进展，40年代开始了滑阀特性和液压伺服理论的研究，1940年底，首先在飞机上出现了电液伺服系统。

但该系统中的滑阀由伺服电机驱动，只作为电液转换器。

由于伺服电机惯量大,使电液转换器成为系统中耗时最大的环节，限制了电液伺服系统的响应速度。

到50年代初，出现了快速响应的永磁力矩马达，形成了电液伺服阀的雏形。

到50年代末，又出现了以喷嘴挡板阀作为第一级的电液伺服阀，进一步提高了伺服阀的快速性。

60年代，各种结构的电液伺服阀相继出现，特别是干式力矩马达的出现，使得电液伺服阀的性能日趋完善。

由于电液伺服阀和电子技术的发展，使电液伺服系统得到了迅速的发展。

随着加工能力的提高和液压伺服阀工艺性的改善，使液压伺服阀性能提高、价格降低。

使液压伺服系统由军事向一般工业领域推广。

目前，液压伺服控制系统，特别是电液伺服系统已成了武器自动化和工业自动化的一个重要方面。

二、液压伺服系统的工作原理液压伺服控制系统是以液压伺服阀和液压执行元件为主要元件组成的控制系统，是一种高精度的自动控制系统。

如图所示，系统由滑阀1和液压缸2组成，阀体与缸体固定，液压泵以恒定的压力P向系统供油。

当阀心处于中间时，阀口关闭，缸不动，系统静止。

当阀心右移x，则a、b处有开口x v=x,压力油进入缸右腔，左腔回油，缸体右移。

由于缸体与阀体刚性固连，阀体也随缸体一起右移，结果使阀的开口x v减小。

当缸体位移y等于阀心位移x时，缸不动。

如果阀心不断右移，缸拖动负载不停右移。

如果阀心反向运动，液压缸也反向运动。

液压伺服工作原理
液压伺服系统是通过液压原理实现精确控制的一种机电装置。

其工作原理如下：
1. 液压伺服系统由液压泵、液压缸、控制阀和传感器等组成。

液压泵通过机械能输入，将机械能转化为流体能。

2. 液压泵将流体送入控制阀，控制阀通过调节液压流量和压力来控制流体的输出。

控制阀是系统的核心部件，它根据传感器信号和预设的控制要求，将流量和压力分配到液压缸上。

3. 传感器用于感知被控对象的实际状态，并将状态信息反馈给控制阀。

控制阀根据传感器的反馈信号，调整液压流量和压力，使得被控对象达到期望的位置、速度或力。

4. 液压流体进入液压缸，通过液压缸的活塞运动，产生线性位移或输出力。

液压缸的活塞由流体推动，通过活塞杆连接到被控对象，将控制信号转化为机械运动。

5. 当被控对象达到期望状态时，传感器感知到的状态信息与控制阀预设的控制要求相符，控制阀停止调节。

通过以上原理，液压伺服系统实现了对机械运动的精确控制。

其优点包括高承载能力、动态响应快、可靠性高、结构简单等。

在工业自动化领域广泛应用，例如数控机床、起重设备、注塑机等。

液压伺服系统工作原理液压伺服系统是一种将液压动力与伺服控制技术结合的控制系统。

它利用液压的优势来实现高速、高精度的运动控制。

液压伺服系统主要由液压源、执行元件、控制元件和传感器组成，通过控制元件对液压信号进行调节，驱动执行元件实现系统的动作。

液压伺服系统的工作原理基于液压传动的基本原理——泵的机械能转化为液压能的过程。

液压伺服系统通过泵将液体压力能转化为动能，然后通过执行元件将液压能转化为机械能，从而实现工作目标。

液压伺服系统使用液体作为工作介质，通过控制元件对液压信号进行调节，控制执行元件的动作。

在液压伺服系统中，常用的液体是油。

油的粘度和压力是影响液压系统工作效果的重要因素。

粘度越大，液压系统的动能传递效率越高。

而压力的大小则取决于工作要求，压力过大或过小都会影响系统的工作效果。

液压伺服系统中的泵是其核心部件，它负责将机械能转化为液压能。

在液压伺服系统中，常用的泵有齿轮泵、液压柱塞泵和叶片泵等。

泵通过提供压力将液体推送到执行元件中，从而实现系统的工作。

执行元件是液压伺服系统的执行部件，它将液压能转化为机械能，实现系统的运动。

常见的执行元件有液压缸和液压马达。

液压缸通过液体的力学效应来实现工作，而液压马达则通过液体的动力效应来实现工作。

执行元件的选择取决于具体的工作要求和系统性能。

控制元件是液压伺服系统中起控制作用的部件，它根据输入信号来控制和调节液压信号的大小和方向，从而实现对执行元件的控制。

常见的控制元件有阀门和流量分配器。

阀门负责控制和调节液体的流量和压力，而流量分配器则负责实现对液体流向的控制。

传感器是液压伺服系统中起反馈作用的部件，它通过感知系统的工作状态来提供反馈信号，从而实现对系统的控制。

常见的传感器有位置传感器和压力传感器。

位置传感器用于测量执行元件的位置，而压力传感器则用于测量液压系统的压力。

综上所述，液压伺服系统是一种将液压动力与伺服控制技术结合的控制系统。

它通过泵将机械能转化为液压能，然后通过控制元件对液压信号进行调节，驱动执行元件实现系统的动作。

液压伺服系统在冶金工业生产中的应用通过分析液压伺服系统的特点，发现其具有适应目前冶金工业生产的需要优势，并在冶金工业生产当中得到了广泛的应用。

液压伺服系统是液压控制系统的重要组成部分，是在液压传动和自动控制技术基础上发展起来的一门较新的科学技术。

液体作为动力传输和控制介质，与电力相比，虽然有许多不便之处，且价格较贵，但由于其具有响应速度陕、功率质量比大及抗负载刚度强等特点，在冶金工业生产当中得到了广泛的应用。

1 液压伺服系统的组成及工作原理液压伺服系统由以下一些元件组成：输入元件——将给定值加于系统的输入端，该元件可以是机械的、电气的、液压的、气动的或者是它们的组合形式；反馈测量元件——测量系统的输出量并转换成反馈信号；比较元件——将反馈信号与输入信号相比较，得出误差信号；放大器及能量转换元件——将误差信号放大，并将各种形式的信号转换成大功率的液压能量；执行元件——将产生的调节动作加于控制对象上，如液压缸、液压马达等；控制对象——具有待控物理量的各种各样生产设备及仪器。

液压伺服系统也称为液压随动系统。

在这个系统中，输出量能自动、快速、准确地跟随输入量而变化，与此同时，输出功率被大幅度地放大。

其工作原理图见图1。

2 液压伺服系统的特点[1]液压伺服系统与其他伺服系统相比，特点为：功率质量比大、力矩惯量比大；负载剐度小，系统控制精度高；系统响应快、频宽大；系统的各元件加工精度要求高；在运行当中具有自润滑性。

3 液压伺服系统在冶金业中的应用随着科技的不断发展，对工业设备运行的准确性要求越来越高．对系统控制精确度要求也越来越高。

液压伺服控制系统集中、体积小、重量轻，但可控制大功率负载，所以，在冶金工业生产领域得到了广泛的应用，并且取得了良好的效果[1]。

目前，在现代化的板带钢材连轧机上，电液伺服已取代了传统的电动一机械的轧辊压下系统。

方钢坯连铸机工作示意图见图2，方坯从弧形辊道进入水平辊道后需要用校直辊组加力F进行校直，并用剪切机切断。

发展趋势
随着科技的不断发展，液压伺服系统也在不断创新和完善。未来，液压伺服系统将朝着智能化、数字 化、网络化方向发展，实现更高效、更精准的控制。同时，液压伺服系统还将更加注重环保和节能， 推动绿色制造和可持续发展。
02 电液伺服系统基础知识
电液转换元件
01
02
03
伺服阀
将电气信号转换为液压流 量或压力，实现液压执行 机构的精确控制。
速度同步
采用液压伺服系统实现多工位、多执行机构的速 度同步，优化生产流程。
航空航天领域中的应用
飞机起落架收放系统
通过电液伺服系统实现飞机起落架的平稳收放，确保飞行安全。
发动机推力控制
利用液压伺服系统对航空发动机进行精确的推力控制，提高飞行 性能。
飞行姿态调整
采用电液伺服系统实现飞行姿态的快速、精确调整，满足复杂飞 行需求。
仿真分析
在系统模型的基础上，进行仿真分析，包括系统动态响应、控制精度、稳定性等方面的评估，以验证设计的合理性。
优化设计
根据仿真分析结果，对系统进行优化设计，包括调整元件参数、改进控制策略等，以提高系统性能。
04 电液伺服系统实现技术
硬件平台搭建
控制器选择
根据系统需求，选用合适的控制器，如PLC、DSP等，确保控制精 度和实时性。
元件选型与计算
元件选型
根据规格书要求，选择合适的液压泵 、马达、阀等元件，确保系统性能达 标。
元件计算
对所选元件进行详细的计算和分析， 包括流量、压力、功率等参数，确保 元件之间的匹配性和系统的稳定性。
系统仿真与优化
系统建模
利用AMESim、MATLAB/Simulink等仿真软件，建立液压伺服系统的数学模型，为后续仿真分析提供基础。

10.1 液压伺服系统概述
第10章 液压伺服系统
10.1.3 液压伺服回路的分类
液压伺服回路的类型很多，也有多种分类方法，见表10-1。
表10-1
液压伺服回路的分类
分类准则
类型
按控制号分
机液伺服系统、电液伺服系统、气液伺服系统
按控制方式分
节流型（伺服阀控制）伺服系统 容积型（伺服变量泵或伺服变量马达控制型）伺服系统
跟随运动。由此可见，只要给伺服阀一个有规律的输入信号，执行元件就会自动而准确地按这一规
律跟随运动。
动画演示
10.1 液压伺服系统概述
第10章 液压伺服系统
10.1.2 液压伺服系统的特点
液压伺服系统具有以下四个主要特点: （1）液压伺服系统是一个随动系统，即输出量能自动跟随输入量的变化而变化。 （2）液压伺服系统是一个负反馈系统。系统的输出量之所以能跟随输入量变化,是因为两者 之间有反馈联系。而反馈的目的是减小和力图消除输出量与给定值之间的误差，这就是负反馈。 液压伺服系统必须采用负反馈。 （3）液压伺服系统是一个有误差系统。系统工作时,总是在减小或力图消除误差,但在其工 作的任何时刻都不能完全消除误差。没有误差，系统就无法工作。 （4）液压伺服系统是一个力或功率的放大系统，即执行装置输出的力和功率可以远远大于 输入信号的力和功率。功率放大所需的能量是由液压能源供给的。
10.2 液压伺服阀
第10章 液压伺服系统
10.2.1 滑阀 根据滑阀在零位（中间位置）时其阀芯凸肩宽度L与阀体内孔环槽宽度h的不同，滑
阀的开口形式有负开口（L>h）、零开口（L =h）和正开口（L <h）三种，如图10-3所
示。负开口阀有一定的不灵敏区，会影响精度,故较少采用;正开口阀工作精度较负开口阀 高，但在中位时，正开口阀有无用的功率损耗;零开口阀的工作精度最高,控制性能最好,故 在高精度伺服系统中经常采用。

液压伺服控制笔记一、啥是液压伺服控制呀。

咱先搞清楚这个液压伺服控制到底是个啥玩意儿。

简单来说呢，液压伺服控制就是利用液压油作为工作介质，通过各种液压元件，像液压泵、液压缸、液压马达这些，来实现对执行机构的精确控制。

比如说在一些大型的工业设备里，要让某个部件按照非常精准的位置、速度或者力量去运动，这时候液压伺服控制就派上用场啦。

就好比你操控一个机械手臂，要让它准确地拿起一个小零件放到指定位置，这靠的就是液压伺服控制的精准性。

二、液压伺服控制系统的组成部分。

1. 液压动力源。

这可是整个系统的能量供应站哦。

一般就是液压泵啦，它的作用就是把机械能转化为液压能，给系统提供有压力的液压油。

就像人的心脏一样，不断地把“血液”（液压油）输送到各个“器官”（液压元件）。

不同的应用场景可能会用到不同类型的液压泵，像齿轮泵、柱塞泵啥的，各有各的特点。

2. 执行元件。

常见的执行元件就是液压缸和液压马达啦。

液压缸主要是把液压能转化为直线运动的机械能，比如说汽车的刹车系统里就有液压缸，当你踩下刹车踏板时，液压缸就会推动刹车片去夹住刹车盘，让车停下来。

液压马达呢，则是把液压能转化为旋转运动的机械能，像一些工程机械的回转机构，就是靠液压马达来实现转动的。

3. 控制元件。

这部分就像是系统的“大脑”，负责指挥和调节液压油的流动方向、压力和流量。

常见的控制元件有各种液压阀，像方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等。

方向控制阀就好比交通警察，指挥液压油该往哪个方向流；压力控制阀呢，能控制液压系统的压力，防止压力过高把元件给损坏了；流量控制阀则可以调节液压油的流量大小，从而控制执行元件的运动速度。

4. 反馈装置。

这可是实现精确控制的关键哦。

反馈装置会把执行元件的实际运动情况，像位置、速度、压力等信息反馈给控制系统。

控制系统再根据反馈回来的信息和设定的目标值进行比较，然后调整控制元件的动作，让执行元件的运动更加准确。

就好比你开车时，仪表盘上的速度表就是一种反馈装置，你可以根据速度表显示的实际速度和你想要的速度来调整油门或者刹车。

假设节流阀开口量由人来控制，当液压缸运动 速度由于某种原因升高，人通过观察液压缸测量装 置所测量的实际速度，判断出实际速度高于系统所 要求的运动速度，人会通过减小节流阀开口量的方 法，逐步降低液压缸活塞杆的运动速度，即减小实 际速度与所要求速度的差值（偏差），从而使液压 缸以所要求的运动速度运行。
当液压缸运动速度降低时，调节过程相反。
1.2 伺服阀
1.2.1液压伺服阀
1.滑阀 根据滑阀的工作边数不同，有单边滑阀、双边滑阀和四边滑阀。
其中，四边滑阀有四个可控节流口，控制性能最好；双边滑阀有两 个可控节流口，控制性能一般；单边滑阀有一个可控节流口，控制 性能最差。四边滑阀性能虽好，但结构工艺复杂，生产成本较高； 单边滑阀容易加工，生产成本较低。
图10.6-10.8分别为单边滑阀，双边滑阀和四边滑阀控制液压 缸的原理图。
四边滑阀在平衡状态下，根据初始开口量的不同，有负开口 （图10.9（a））、零开口（图10.9（b））和正开口（图10.9 （c））之分。
2.喷嘴挡板阀 如图1.10所示为双喷嘴挡板阀由两个单喷嘴挡板阀组成，可
以控制双作用液压缸。它由挡板、左右喷嘴、固定节流孔组成。 挡板与左右喷嘴的环形面积形成两个可变节流孔，分别为δ1和δ2， 挡板绕轴旋转，可以改变两个可变节流孔的大小。挡板处于图中 所示位置时，即δ1=δ2。此时两节流口的节流阻力相同，使左右 喷嘴的压力相同，即p1= p2，液压缸两腔受力平衡，保持原来位 置不动。
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1.1.3 液压伺服控制系统的分类
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。 2.按被控物理量的名称分类 按被控物理量的名称不同，可分为：位置伺服控制系统、速度