【系统仿真学报】_液压伺服系统 2014-07-23 12_05_10_期刊发文热词逐年推荐_20140724
液压伺服系统(DOC)
液压伺服系统液压伺服系统是以高压液体作为驱动源的伺服系统，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。
一、液压伺服系统的基本组成液压伺服系统无论多么复杂，都是由一些基本元件组成的。
如图就是一个典型的伺服系统，该图表示了各元件在系统中的位置和相互间的关系。
（1）外界能源—为了能用作用力很小的输入信号获得作用力很大的输出信号，就需要外加能源，这样就可以得到力或功率的放大作用。
外界能源可以是机械的、电气的、液压的或它们的组合形式。
（2）液压伺服阀—用以接收输入信号，并控制执行元件的动作。
它具有放大、比较等几种功能，如滑阀等。
（3）执行元件—接收伺服阀传来的信号，产生与输入信号相适应的输出信号，并作用于控制对象上，如液压缸等。
（4）反馈装置—将执行元件的输出信号反过来输入给伺服阀，以便消除原来的误差信号，它构成闭环控制系统。
（5）控制对象—伺服系统所要操纵的对象，它的输出量即为系统的被调量(或被控制量)，如机床的工作台、刀架等。
二、液压伺服系统的分类液压伺服系统是由液压动力机构和反馈机构组成的闭环控制系统，分为机械液压伺服系统和电气液压伺服系统（简称电液伺服系统）两类。
电液伺服系统电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。
最常见的有电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力（或力矩）控制系统。
如图是一个典型的电液位置伺服控制系统。
图中反馈电位器与指令电位器接成桥式电路。
反馈电位器滑臂与控制对象相连，其作用是把控制对象位置的变化转换成电压的变化。
反馈电位器与指令电位器滑臂间的电位差（反映控制对象位置与指令位置的偏差）经放大器放大后，加于电液伺服阀转换为液压信号，以推动液压缸活塞，驱动控制对象向消除偏差方向运动。
当偏差为零时，停止驱动，因而使控制对象的位置总是按指令电位器给定的规律变化。
液压伺服系统浅析
液压伺服系统浅析摘要：液压伺服系统是液压传动与控制学科的一个组成部分，随控制技术的迅速发展，液压伺服系统的应用越来越广泛，液压伺服控制也出现了新的特点，基与此对液压伺服系统的工作原理和基本组成液压伺服系统的类型与应用进行了研究与总结并进一步探讨液压传动的优点与缺点。
液压伺服控制对机械类学员来说应特别注意反馈，闭环等概念的引入并学会利用职能方框图来认识伺服系统，对机电类学员来说，则可用学到的自动控制理论方面的知识来进一步分析认识液压伺服系统，希望本论文能为大家提供帮助与参考。
关键词：伺服系统、反馈、闭环控制、职能方框图引言液压伺服控制技术是流体力学、液压传动，液力传动为基础，应用现代控制理论、模糊控制理论、将计算机技术、集成传感器技术和电子技术，为实现机械工程的现代化或生产现代化而发展的一门技术。
它广泛应用与国民经济的各行各业，尤其在高新尖装备中更为突出，随着机电一体化的进程不断提高，对液压伺服控制技术的需求越来越高，成为现代工业技术不可缺少的一部分。
1液压伺服系统的工作原理及特点：伺服系统是指输出能以一定的精度跟随输入组成一个闭环自动位置控制系统（跟随系统）。
液压伺服系统是以液压为动力使系统的输出量，如位移、速度或力等能自动的快速的跟随输入量的变化而变化与此同时输出功率被大幅度的放大。
在液压伺服系统中输出与输入之间存在一个反馈连接，从而组成一个闭环控制。
反馈介质可以是机械的、电气的、气动的、液压的或它们的组合形式，其输出的主要反馈为负反馈，即反馈的信号与输入信号相反。
两者相比较后的偏差信号控制液压动力源，得到的偏差值输入到液压元件（伺服阀）使其向标准值的方向移动，直至把这一偏差消除为止或接近于零。
系统的输入信号功率很小而系统的输出功率却达到很大，因此它是一个功率放大变换装置，功率放大所需要的动力源是液压来供给，而供给液压动力源是根据伺服系统中偏差存在与否进行自动控制的。
综上所述其液压伺服系统的组成部分主要有几种元件组成即执行元件，输入装置，检测反馈装置，比较装置，放大和变换装置五部分组成，在液压伺服系统中上述各部分的作用是：2液压伺服系统的类型：在液压伺服系统控制系统中有各种的分类方法，按控制信号的形式分有以下两种：机液伺服系统：机液伺服系统中的给定、反馈和比较环节采用的是机械构件组成一个闭环控制系统。
g第八章 .液压伺服系统解析
偏离其中间位置，则节流窗口a、b便有一个相应的开口量
xo= xi， 压力油经a口进入液压缸右腔，左腔油液经b口回油， 缸体右移xp，由于阀体与缸体是固连在一起的，因此阀体也 右移xo。因阀芯受输入端制约，则阀的开口量减小，即xv= xi- xo， 直到xo= xi(xv=置，完成了液压缸输出 位移对滑阀输入位移的跟随运动。如果控制滑阀反向运动， 液压缸也反向跟随运动。这种系统移动滑阀所需要的信号功 率很小，而系统的输出功率却很大。因此，这也是一个功率 放大系统（功率放大所需要的能量由液压能源供给，供给能 量的控制是根据系统偏差的大小而自动地进行）。控制滑阀 作为转换、放大元件，把输入的机械信号（位移或速度）转 换并放大成液压信号（流量或压力）输出至液压缸。
在这个系统中，输出位移xv之所以能够精确地复现输入 位移xi的变化，是因为缸体和阀体是一个整体，构成了负反 馈控制。缸体的输出信号（位移xo）反馈至阀体。并与滑阀 输入信号（位移xi）进行比较，有偏差（即有开口量）缸体 就继续移动，直到偏差消除为止。
由此可见，在此系统中滑阀阀芯不动，液压缸也不动； 阀芯移动多少距离，液压缸也移动多少距离；阀芯移动速 度快，液压缸移动速度也快；阀芯向哪个方向移动，液压 缸也向哪个方向移动。
图8-2 液压传动系统
若将滑阀和液压缸组合成一个整体，上述系统就变成一 个简单的液压伺服系统，如图8-2所示。由于阀体与缸体制 成一个整体，从而构成反馈控制。它的反馈控制过程是： 当控制滑阀处于中间位置（零位，即没有信号输入，xi =0） 时，阀芯凸肩恰好遮住通往液压缸的两个油口，阀没有流 量输出，缸体不动，系统的输出量xp=0，系统处于静止平衡 状态。
一、液压伺服系统的工作原理及基本特点
基于SIMULINK的液压伺服系统仿真
基于SIMULINK的液压伺服系统仿真摘要: 液压伺服系统作为控制系统的一种有效的控制方法,在工程中有着及其重要的地位。
对液压伺服系统进行仿真可以有效了解系统的稳定性,实现对系统的智能设计。
关键词: Simulink ; 液压伺服系统; 仿真0 引言液压伺服控制系统具有良好的控制性能,因此在工业控制系统中有着广泛的应用。
利用计算机对系统进行仿真,无论对其性能分析,还是系统辅助设计,都有重要的意义。
因此,液压伺服控制系统仿真一直是研究的重点。
本文利用MATLAB 软件中的动态仿真工具SIMULINK,构造了位控液压伺服控制系统仿真模型。
然后以位控液压位置伺服系统的实例进行仿真,并对其进行系统性能分析。
1 液压伺服系统的统一方块图无论是机液伺服系统还是电液伺服系统,无论是阀控式还是泵控式,无论执行元件是液压缸,还是液压马达,无论是位置系统还是速度系统,其数学模型都有着统一的形式。
各种不同的液压伺服系统,除了其信号输入、放大、校正、反馈、转换的方式不同以外,其“液压执行”部分的数学特性的形式是类同的。
掌握这个规律,不难获得液压伺服系统的数学模型。
其统一的方块图如图1 所示。
图1 液压伺服系统的统一方块图2 伺服系统仿真在获得电液伺服系统的统一方块图后,来建立一个由伺服阀- 液压缸- 位置负反馈- 比例调节器组成的位置伺服系统在干扰负载为零时的动态结构图(见图2) 。
图2 液压伺服系统的动态结构图W. 预先给定的活塞位置输入信号KR. 放大器的增益K1 伺服阀放大系数Ts , as . 伺服阀时间常数和阻尼比伺服阀的输出流量可近似用Q = KQy 表示, 此处y 表示伺服阀内功率放大元件即滑阀的位移, KQ是滑阀流量增益。
液压缸传递函数的参数是TM (时间常数) 、aM (阻尼比) 和KM (放大系数) 。
液压缸输出物理量为速度v , 经积分环节得活塞的运动位置x 的轨迹。
已知某电液伺服系统的测试数据如仿真模块图2 ,经适当计算, 将结果代人结构图, 然后建立SIMULINK仿真程序下的仿真模块图,如图3 所示。
基于Matlab的液压伺服系统动态性能仿真研究
系统建模与仿真论文学院机械自动化学院专业机械电子工程学号201303703012指导老师唐秋华学生姓名段少军日期2014年8月基于Matlab的液压伺服系统动态特性仿真与稳定性分析摘要:本文提出了利用Matlab/Simulink 软件包对液压伺服系统进行动态仿真的方法，介绍了液压伺服摇摆台的结构原理，根据摇摆台的结构原理确定系统的主要传递函数建立摇摆台系统框图，最终得到液压伺服摇摆台系统的数学模型。
再根据摇摆台系统的数学模型，利用Simulink 对摇摆台系统的动态特性进行仿真。
根据输出结果，对摇摆台系统进行了分析研究，同时较详细地讨论了影响液压伺服系统稳定性的因素，调整相应摇摆台结构参数，再次对摇摆台系统进行模拟仿真，从而验证系统的正确性，最终达到了优化摇摆台系统的目的。
仿真结果表明，Simulink 方法是对液压伺服系统动态特性进行仿真研究的一条有效途径。
关键词: 液压伺服摇摆台动态性能稳定性仿真Matlab/Simulink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、差分方程建模进行仿真的方法已经不能满足需要,在实际工业生产过程中，当系统建立之前，如果能够建立一个虚拟仿真模型，通过仿真系统结构和参数来模拟实际系统进行分析研究，可以实现许多功能,如优化系统、再现系统故障、验证系统的正确性等。
Matlab 中动态仿真工具Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
该软件包为用户提供了用方框进行建模的图形接口, 包括了众多线性和非线性等环节, 并可方便地扩展, 使得系统的构建容易, 适合于液压系统中普遍存在的非线性问题的求解。
它拥有强大的矩阵处理和绘图功能,还可通过编程手段实现对仿真过程和仿真结果的控制与处理。
与传统的仿真软件包用微分方程和差分方程建模相比, 具有更直观、方便、灵活的优点。
1 摇摆台的工作原理摇摆台的控制系统如图1所示。
要使台体运动某一角度，计算机首先确定角度给定值，并由测量系统(测角转换器、测角装置数字I/O)读取当前台体摆角实测值。
液压伺服系统的一种非线性控制实现与仿真
体容积模数 、 阀孔 系 数 和 摩 擦 力 对 控 制 性 能 影 响 很
大 ， 文 采 用 离 线 辨 识 来 获 得 这 些 参 数 ， 在 控 制 过 本 并
其 中 ， ：Ｖ１ ＋ Ｖ１ ０
回 油压 强 供 油压 强 回油 压 强
ｐ ｐ ｐｒ
１和 Ｖ２ Ｖ２ ＝ ０＋（ ） ｓ— Ａ２是
裴福俊 方一鸣 王 乐
摘 要 本 文从 液 压伺 服 系统 的原 始 机理 模 型 出发 ， 出 了一种 非 线 性 跟踪 控制 方 法 ， 且利 用 Ｌ ａｕｏ 提 并 ｙｐ ｎ ｖ函 数 对 这 种 方 法 进 行 了 证 明 。 利 用 对 系 统 参 数 以 及 摩 擦 力 的 离 线 辨 识 结 果 ， 结 合 本 文 提 出 的 控 制 方 法 设 计 了 控 制 并 器 ， 进 行 了 仿 真 。 文 章 最 后 给 出 了 位 置 跟 踪 的 仿 真 结 果 ， 对 仿 真 结 果 进 行 了 分 析 ， 明 了 这 种 控 制 器 的 有 效 并 并 证
液 压 伺 服 系统 在 工 业 各 个 方 面 已 经有 了 广 泛 的 应 用 。但 是 ， 动 态 特 性 上 液 压 系 统 有 着 高 度 非 线 在
性 并 且 相 对 较 难 控 制 。这 种非 线 性 主要 来 自液 体 的 可压 缩 性 和 伺 服 阀 内 复 杂 的 流 动 特 性 。 另 外 ， 压 液
ｑ ｌ“—— ≥ （ 、 —１“＜ ０ Ｌ １／ ｐ “ ０ ／ ｐ ｓ ｌ １ ） 【２ ／ １ ， ｃ “￣ｐ 一Ｐ
ｑ１ ：
并 且 具 有 全 局稳 定 性 ， 是 因其 存在 抖 振 现 象 ， 以 但 所
在 实 际 中应 用很 困 难 。 因此 ， 文 提 出 了 一 种 控 制 量 从 对 伺 服 阀 和 液 本 压缸的非线 性 函数 的 Ｌ ａｕｏ ｙ ｐ ｎ ｖ分 析 中 得 出 的 控 制