电液伺服系统(第六章)

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伺服作动器

伺服作动器

伺服作动系统技术特性(续): 4)额定速度 在额定状态下额定输入指令时的输出速度。结合系统频宽 和可能产生功率反传〔对于分离舵机)来综合考虑,同时 要有饱和速度的限制。 分辨率 5)分辨率 分辨率也称阈界,指从零位到引起可测输出变化的最小输 入指令值。通常要求为输入幅值的1%左右。具体由详细 规范来规定。 6)滞环 以最大输入指令的10%作为输入时,同一输出量的输出 特性上升和下降沿所对应的输入信号差值相对额定输入值 的百分比。其指标按详细规范来确定,一般为3%左右。
伺服作动系统功能: 飞控系统的伺服作动分系统,是用于控制飞机各气伺服作动器两种主要功能单 元所构成的一个 元所构成的 个闭环伺服控制系统。该系统执行来自飞行 控制计算机(控制律)的指令,并进行信号形式的转换(即 将电气信号转换为作动器的机械运动),用于驱动飞机气 动控制面(舵面)的偏转,从而实现飞行控制系统对飞机飞 行进行控制的目的。 具备对自身工作状态检测、故障处理及状态申报等能力。
伺服作动系统技术特性: 1、物理特性 1)重量 在满足性能要求的前提下重量尽可能小. 在满足性能要求的前提下重量尽可能小 2)结构尺寸 伺服作动器的结构尺寸符合飞机给定的空间尺寸。既要考 虑到总的技术性能要求又要顾及安装空间的限制。 3)安装 伺服作动器的安装要适合机上的要求. 伺服作动器的安装要适合机上的要求
机电作动系统的关键技术(续) ( )机械传 (3) 机械传动技术 术 EMA 机械部分包括电机转子、机械传动链、负载,构成 机械式低通滤波器。 EMA 机械传动链有3 种: (齿轮副)) 蜗轮-蜗杆、齿轮 蜗杆 齿轮-齿条、齿轮副 齿条 齿轮副-丝杠 电机单轴输出采用结构紧凑、传动比大、传动效率高、易 于实现零侧隙传动的谐波齿轮或行星齿轮减速器。 于实现零侧隙传动的谐波齿轮或行星齿轮减速器 EMA取代液压作动系统的优点是能够降低例行维护量 目前存在的主要问题:减速器侧隙和丝杠间隙引起的非线 性与闭环共振问题; 杠在动态大负载下损伤问题;以及 性与闭环共振问题;丝杠在动态大负载下损伤问题;以及 机械卡死、能量损耗和效率问题。

液压伺服控制课后题答案大全王春行版

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 -⨯=。

第六章进给伺服系统

第六章进给伺服系统

二、步进电机的主要性能指标 1. 步距角和步距误差 每输入一个脉冲电信号,步进电机转子转过的角度成为步距 角。 步距角和步进电机的相数、通电方式及电机转子齿数的 360 关系如下: = KmZ (6-1) 式中 —步进电机的步距角; m—电机相数; Z—转子齿数; K—系数,相邻两次通电相数相同,K=1; 相邻两次通电相数不同,K=2。 同 一 相 数 的 步 进 电 机 可 有 两 种 步 距 角 , 通 常 为 1.2/0.6 、 1.5/0.75 、 1.8/0.9 、 3/1.5 度等。步距误差是指步进电机运行 时,转子每一步实际转过的角度与理论步距角之差值。步 距误差直接影响执行部件的定位精度及步进电机的动态特 性。大小由制造精度、齿槽的分布及定子和转子间气隙不 均匀等因素造成。
步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或线位移 的一种机电式数模转换器。在结构上分为定子和 转子两部分,现以图6-5所示的反应式三相步进电 机为例加以说明。定子上有六个磁极,每个磁极 上绕有励磁绕组,每相对的两个磁极组成一相, 分成A、B、C三相。转子无绕组,它是由带齿的铁 心做成的。步进电机是按电磁吸引的原理进行工 作的。当定子绕组按顺序轮流通电时,A、B、C三 对磁极就依次产生磁场,并每次对转子的某一对 齿产生电磁引力,将其吸引过来,而使转子一步 步转动。每当转子某一对齿的中心线与定子磁极 中心线对齐时,磁阻最小,转矩为零。如果控制 线路不停地按一定方向切换定子绕组各相电流, 转子便按一定方向不停地转动。步进电机每次转 过的角度称为步距角。
进给伺服系统的作用:接受数控装置发出 的进给速度和位移指令信号,由伺服驱动装置 作一定的转换和放大后,经伺服电机(直流、 交流伺服电机、功率步进电机等)和机械传动 机构,驱动机床的工作台等执行部件实现工作 进给或快速运动。 数控机床的进给伺服系统与一般机床的进给系 统有着本质的区别:能根据指令信号精确地控 制执行部件的运动速度与位置,以及几个执行 部件按一定规律运动所合成的运动轨迹。如果 把数控装置比作数控机床的“大脑”,是发布 “命令”的指挥机构,那么伺服系统就是数控 机床的“四肢”,是执行“命令”的机构,它 是一个不折不扣的跟随者。

伺服控制(电液伺服系统 )课件

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 +

电液控制技术(1)及应用

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 。

《电液伺服系统》课件

《电液伺服系统》课件
《电液伺服系统》PPT课 件
介绍电液伺服系统的定义、组成、工作原理,控制元件的种类,动作元件的 特点,系统调试与维护,以及应用场景、优势、发展前景。
概述
电液伺服系统是控制和调节液压机械运动的先进系统,由动力元件、控制元件和动作元件组成,能够实现高效、 精确的运动控制。
动力元件
液压泵
将输入的机械能转换为液压能,提供压力和流 量。
液压马达
将液压能转化为旋转运动,驱动液压机械的转 动部分。
系统调试与维护
1
Байду номын сангаас
系统调试
调试前的准备工作,调试流程和步骤,确保系统正常运行。
2
系统维护
维护前的准备工作,维护周期和方法,延长系统的使用寿命。
应用场景
• 工业生产自动化 • 船舶与海洋工程 • 机床与自动化装备 • 飞行器和航天器
结语
电液伺服系统具有精确控制、高效能转换等优势,未来的发展前景广阔。
液压马达
将液压能转换为机械能,驱动液压机械的运动。
控制元件
比例控制阀
通过调节液压系统中的流量 比例,实现运动速度和位置 的精确控制。
压力控制阀
根据系统需求,控制液压系 统中的压力水平,确保系统 的安全运行。
流量控制阀
调节液压流量大小,实现对 液压元件的精确控制。
动作元件
液压缸
将液压能转化为机械线性运动,用于推动、拉 动或举升物体。

电液伺服系统

电液伺服系统

蓄能器
❖ 一个气—液式高压蓄压器装在油箱的旁边, 用来维持系统的压力,减小压力波动。此蓄 压器一侧预先充进的氮气压力与另一侧油系 统中的油压相平衡。此蓄压器块上有一个截 止阀,此阀能将蓄压器与系统隔绝,以进行 试验、重新充气或维修。蓄压器氮气一侧有 一个压力表,用以检查充氮压力
蓄能器
EH油系统的运行操作
❖ EH油泵出口滤网前后差压高 报警
❖ 低于9.31 Mpa(g) 汽轮机跳闸 (63/LP) 自动停机
❖ EH油压力回油压力高 回油压力报警 0.21MPa
EH油系统常见故障
❖ 1 系统压力下降,个别调门无法正常开启; ❖ 2 油动机卡涩,调门动作迟缓,有时泄油后不回座; ❖ 3 在开关调门过程中发生某个调门不规则频繁大幅度摆动,
同程度的腐蚀,在滑阀凸肩、喷咀及节流孔处腐蚀尤为严重。
❖ d 电液转换器滑阀两侧压力偏差大: 油中杂质堵塞电液转换器的喷咀;磨 擦、酸性腐蚀造成滑阀的凸肩、滑块与滑座之间磨损,使滑阀相对与滑 座之间的间隙加大,使漏流量增加;酸性油液对喷咀室、通道及节流孔 等的腐蚀,改变了滑阀两侧的压力。
❖ e LVDT线性电压位移转换器故障,电液转换器机械零位不准等
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。
❖ 在机组预启动期间,EH油系统应进行升温、 升压。液压油的正常运行温度是49℃ (38℃~60℃),虽然允许系统可以在21℃ 油温下操作,但不推荐低于21℃油温下运行, 严禁在10℃下运行。因此预启动的第一步是 对油升温。 采用浸入式加热器升温

电液伺服控制系统

电液伺服控制系统

6-1 怎样区分一个系统是位置、速度或力电-液伺服控制系统。

按系统被控制的物理量的性质来区分,如果是要实现位置控制,当然就是位置电液伺服系统。

6-2 试比较电-液伺服系统与机-液伺服系统的主要优缺点和性能特点。

机液伺服系统的指令给定、反馈和比较都是采用机械构件,优点是简单可靠,价格低廉,环境适应性好,缺点是偏差信号的校正及系统增益的调整不如电气方便,难以实现远距离操作,另外,反馈机构的摩擦和间隙都会对系统的性能产生不利影响。

机液伺服系统一般用于响应速度和控制精度要求不是很高的场合,绝大多数是位置控制系统。

电液伺服系统的信号检测、校正和放大等都较为方便,易于实现远距离操作,易于和响应速度快、抗负载刚度大的液压动力元件实现整合,具有很大的灵活性和广泛的适应性。

特别是电液伺服系统与计算机的结合,可以充分运用计算机快速运算和高效信息处理的能力,可实现一般模拟控制难以完成的复杂控制规律,因而功能更强,适应性更广。

电液伺服系统是液压控制领域的主流系统。

6-3 为什么说电-液伺服系统一般都要加以校正。

当电液位置伺服控制系统的某些性能指标不甚满意时,简单的方法可通过增大系统的开环增益来提高响应速度和控制精度,但提高开环增益受系统稳定性条件的制约,也就是受液压固有频率和阻尼比的限制。

全面改善系统的性能仅仅靠调整开环增益是远远不够的,通过对电液伺服系统进行针对性的校正,往往能够获得更高性能的电液伺服系统,并且不同的校正方法,会得到不同的改善效果。

6-4 怎样才能简化位置电-液伺服控制系统。

当电液伺服阀的频宽与液压固有频率相近时,电液伺服阀的传递函数可用二阶环节来表示;当电液伺服阀的频宽大于液压固有频率(3~5倍)时,电液伺服阀的传递函数可用一阶环节来表示。

又因为电液伺服阀的响应速度较快,与液压动力元件相比,其动态特性可以忽略不计,而把它看成比例环节。

一般的液压位置伺服系统往往都能够简化成以下的这种形式。

()()V2h h h 21K G s H s s s s ζωω=⎛⎫++ ⎪⎝⎭6-5 怎样理解系统刚度高,误差小。

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

《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。

微机控制电液伺服测控系统使用说明书

微机控制电液伺服测控系统使用说明书

目录第一章产品概述一构成 (4)二使用环境 (4)三重要技术指标 (4)第二章产品安装一硬件安装 (5)二驱动程序安装 (5)三软件安装 (7)四软件卸载 (8)第三章使用操作一主窗口 (9)二测量值显示窗口 (17)三曲线显示窗口 (18)四报告 (18)五实验控制面板 (20)第四章实验过程一实验前信息输入 (24)二实验操作 (24)三成果保存及曲线分析 (25)四实验报告 (26)第五章 WAW-100KN电液伺服万能实验机操作规程 (27)第六章故障解决 (28)第七章注意事项及保养 (29)附录1 T-800C测控卡使用阐明 (30)附录2 T-800A测量卡使用阐明 (37)附录3 调试软件使用阐明(一)概述 (39)(二)功能简介 (40)(三)调试措施简介 (48)第一章产品概述一构成:(本阐明书中波及控制部分旳内容不合用于微机屏显测量系统)T-PMC系列微机控制电液伺服实验机测控系统是采用先进旳微机程序控制、多通道信号测量、全数字闭环控制旳精密测控系统,由微型计算机、测控及测试程序软件、多功能测控板卡、驱动程序、模拟及数字传感器、电液比例阀组等构成。

主机采用不同旳夹具,能完毕多种材料在拉伸、压缩、弯曲、剪切等状态下旳力学性能实验;采用计算机控制全实验过程,能实时动态显示实验负荷值、位移值、变形值和实验时长及多种实验曲线;采用计算机进行数据解决分析,实验成果可自行保存,实验结束后可重新调出曲线,并能进行曲线比较和放大及其她分析功能;全中文旳Windows平台下旳实验软件,具有很强旳数据和图形解决功能,并能即时打印出完整旳实验报告和实验曲线。

具有上下限及超载等安全保护功能(微机屏显不具此功能)。

具有简便旳标定功能,可以便旳通过测试软件对设备进行标定工作。

具有测量值旳修正功能,对线性度不满足规定旳传感器可做多点线性修正。

二使用环境:1 室温在10~35℃范畴内;2 相对湿度低于80﹪;3 电源电压变化不超过额定电压旳±10﹪,电源频率50Hz;4 周边环境无明显电磁干扰;5 周边环境无冲击、无振动;6 周边环境无腐蚀性介质;7 应选用Win或XP计算机中文操作系统,内存应不小于64M。

电液伺服控制系统

电液伺服控制系统

12
m
1 Dm
QL
Kce Dm2
1
Vt
4e Kce
s
s2
h
2 h h
s
1
s
TL i
电液控制技术-电液伺服控制系统
电液位置伺服系统
一、电液位置伺服系统的方框图与传递函数
自整角机
us
θi
θL
相敏 放大器
ug
t
齿轮传动比
i m L
功率 放大器
t
Δi 力矩马达 电液伺服阀 液压马达 θm
电液伺服控制系统的类型 与性能评价指标
二、电液伺服控制系统的性能评价指标
2、动态特性指标 (1)时域性能指标

超调量 调节时间 峰值时间 衰减比 振荡次数
4
电液控制技术-电液伺服控制系统
电液伺服控制系统的类型 与性能评价指标
二、电液伺服控制系统的性能评价指标
2、动态特性指标 (2)频域性能指标
J 0 t e(t)dt
e(t)dt
J
0
0 x(t)dt
7
电液控制技术-电液伺服控制系统
电液位置伺服系统
电液位置伺服系统是最基本和最常用的一种
液压伺服系统,其输入是电信号,输出是机械位 移信号,常用在机床工作台的位置控制、板带轧 机的板厚控制、飞机和船舶的舵机控制等方面。
电液位置伺服系统分阀控电液位置伺服系统 和泵控电液位置伺服系统。
自整角机
相敏 放大器
功率 放大器
Δi
力矩马达
us
ug
电液伺服阀
液压马达
t
t
θi
θL
θm
电液伺服阀传递函数
TL 负 载

第六章电液伺服系统

第六章电液伺服系统

对恒值外负载力矩
TL(
s
)

TL0 s
,则有
eL()KvKi2cDem 2 TL0
(三)零漂和死区等引起的静态误差
将零漂、死区等在系统中造成的误差.称为系统的静
差。
TL Tf
K ce
I f I dID
iDm2
r e KeKd
Ka
-
1
K sv
Dm
1
1 c
s
i
静摩擦力矩引起的静态位置误差为
ur -
ue Ka I
1.96 103 s2 2 0.7s 1572 157 1
q0
1 / 168104
s(
s2 882

2 0.3s 88
1)
Xp
系统的开环传递函数为
G (s)H (s)
K v
s1s25 27 21 0.5 7s7 18s228 2 80.3 8s1
当伺服阀的频宽大于液压固有频率(3—5倍)时
KsvGsv(s) QI0 TsK vssv1
当伺服阀的频宽大于液压固有频率(5—10倍)时
KsvGsv(s)QI0 Ksv
在没有弹性负载和不考虑结构柔度的影响时,阀控 液压马达的动态方程为
m

Kq Dm
Xv

Kce Dm 2
( Vt
4eKce
s1)TL
s
s2
h2
2h h
s1
m

Q0 Dm

Kce iDm2
1
Vt
4eKce
sTL
ss2h2

2h h
s 1

6电液伺服阀及电液伺服系统(2)

6电液伺服阀及电液伺服系统(2)
常用校正手段 1.滞后校正
(1)提高低频段增益, 改善控制精度。 (2)降低高频段增益, 提高稳定性。 校正网络:
32
§2.电液位置控制系统
传递函数:
u0 (s) ui (s)
RCs 1
RCs 1
1
s
rc
1
rc
s
X 2 Ts 1
X1 Ts 1
T B1 K1
B! B2
B1
α :滞后超前比,α>1
4、伺服阀的选择 由上述参数, ps 4.5MPa , pL 3MPa , 以及 Ap 0.0148m2 可得负载流量
qL Apvp 0.0148 2.2 102 3.26 104 m3 s 19.5 L min
由样本资料,选用DYC1—25L型伺服阀, 其相关参数如下:
21
§2.电液位置控制系统
流量连续性方程:
qL
Ap sx p
Ctp pL
Vt
4e
spL
力平衡方程:
FL Ap pL Ms2xp BLsxp Ks xp
开环传递函数:
(5) (6)
39
§4. 电液力控制系统
力控制系统的检测元件多为压力传感器或力 传感器,常用伺服阀可以是压力控制阀也可以是 流量控制阀。
压力阀本身带有压力反馈,其压力增益特性 较为平缓,常用于开环压力控制。此类阀的调试 较为复杂,使其应用受到一定的限制。
液压伺服系统
第六章 电液伺服系统
1
六、电液伺服阀及电液伺服系统
1 车床液压仿形刀架
液压仿形刀架倾斜安装在车床 溜板5的上面,工作时随溜板纵向移 动。样板12安装在床身后侧支架上 固定不动。液压泵站置于车床附近。 仿形刀架液压缸的活塞杆固定在刀 架的底座上,缸体6、阀体7和刀架 连成一体,可在刀架底座的导轨上 沿液压缸轴向移动。滑阀阀心10在 弹簧的作用下通过杆9使杠杆8的触 销11紧压在样板上。在车削圆柱面 时,溜板5沿床身导轨4纵向移动。 杠杆触销在样板的圆柱段内水平滑 动,滑阀阀口不打开,刀架只能随 溜板一起纵向移动,刀架在工件1上 车出AB段圆柱面。
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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
(6-3)
kq
m
Dm
xv
k ce Vt T ( s 1) L 2 i Dm 4 e k ce s 2 2 h s s( 2 1)
根据输入信号的形式不同,又可分为模拟伺服系统和 数字伺服系统两类。
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,例如 图6-1所示。在此系统中,输入信号、反馈信号、偏差信号及 其放大信号、校正都是连续的模拟量。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 或解调器完成。
h
h
二、系统的稳定性分析 伺服系统最重要的特性就是稳定性,如果一个系统不稳 定,其它品质再好也是不能工作的。相反,一个系统的其 他性质相对差一些但却是稳定的,它起码还能工作。所以 系统的动态计算通常都以稳定性为中心。稳定性分析的方 法很多,在液压系统分析中最常用的还是频率法。
20lg
KV c 2 c c [1 ] 2 h h h
第二节
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一种液压伺服 系统,如机床工作台的位置、板带轧机的板厚、带材跑偏 控制、飞机和船舶的舵机控制、雷达和火炮控制系统以及 振动试验台等。
一、系统的组成及其传递函数
自整角发送器 激磁电压
自整角接收器 ue
相 敏 放大器
ug
功 率 放大器
i
伺服阀
指令 数字 模拟偏 脉冲 脉冲加减回 偏差 数-模 差电压 伺 服 数控装置 路(比较) 变换器 放大器 伺服阀 液压 马达 滚珠 丝杆 工作台
反馈脉冲
数字检测器
数字检测装置有很高的分辨能力,所以数字伺服系统 可以得到很高的绝对精度。数字伺服系统的输入信号是很 强的脉冲电压,受模拟量的噪声和零漂的影响很小。所以 当要求较高的绝对精度,而不是重复精度时,常采用数字 伺服系统。此外,它还能运用数字计算机对信息进行储存、 解算和控制,在大系统中实现多环路、多参量的实时控制, 因此有着广阔的发展前景。
KV i D s 2 nc ( 2 s 1) c K ce nc nc TL
2 2 m 2
2 2 nc KV i 2 Dm K ce

c
TL
min

TL
c
=0
2 KV i 2 Dm K ce
四、系统的稳态误差分析 稳态误差表示系统的控制精度,是伺服系统的一个重要 的性能指标。稳态误差是输出量的希望值与它的稳态的实 际值之差。它由指令输入、外载(或外负载力矩)干扰和 系统中的零漂、死区等内干扰引起。稳态误差与系统本身 的结构和参数有关,也与输入信号的形式有关。 (一)指令输入引起的稳态误差 由指令输入引起的稳态误差也称跟随误差。根据稳态 误差的定义有
图6-3所示是采用一对自整角机作为角差测量装置的 电液位置伺服系统。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。在定子上绕有星形联接的三 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。自整角机测量装置输 出的误差信号电压是一个振幅调制波,其频率等于激磁 电压(载波)的频率,其幅值与输入轴和输出轴之间的 误差角的正弦成比例,即
2 2
0
由式(6-13)和(6-14)可解得
KV
h
2 2 h

h 1 h
2

2
三、系统响应特性分析 系统闭环响应特性包括对指令信号和对外负载力矩干 扰的闭环响应两个方面。在系统设计时,通常只考虑对指 令信号的响应特性,而对外负载力矩干扰只考虑系统的闭 环刚度。 (一)对指令输入的闭环频率响应 由图6-5所示的方块图可求得系统的闭环传递函数为:
s 2 2 h 2 s 2 s 1 h h (s) er () lim r 2 s 0 s 2 h s 2 s 1 K V h h
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。 第一节 电液伺服系统的类型
电液伺服系统的分类方法很多,可以从不同角度分类, 如电液位置控制系统、电液速度控制系统、力控制系统等; 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。
h
h
TL
k ce Vt T ( s 1) L 2 i Dm 4 e k ce
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K a I K sv Gsv (s)
Q0
1 Dm
+
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1 2h
m
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G (s )
2 h h
1 i
c
图6-4 电液位置伺服系统方块图
ห้องสมุดไป่ตู้
kv G( s) H ( s) 2 2 hs s s( 2 1)
Er ( s )
r (s)
H (s)
c (s)
s 2 2 h 2 s s 1 h h Er ( s ) 1 er ( s ) r (s) 1 G (s) s 2 2 h s 2 s 1 K V h h
K ce Vt 1 s 2 2 KV i Dm 4 e K ce c s s 2 2 nc TL ( 1)( 2 s 1)
b
nc
nc
2 KV i 2 Dm s s 2 2 nc ( 1)( 2 s 1) K ce b nc nc TL s c 1 2 hh
输入轴
r
c
输出轴
齿轮 液压马达
m
TL
JL
c
图6-3 自整角机位置伺服系统原理图
电液伺服系统的动力元件不外乎阀控式和泵控式两种基本 型式,但由于所采用的指令装置、反馈测量装置和相应的放 大、校正的电子部件不同,就构成了不同的系统。如果采用 电位器作为指令装置和反馈测量装置,就可以构成直流电液 位置伺服系统,如第一章所介绍的双电位器电液位置伺服系 统。当采用自整角机或旋转变压器作为指令装置和反馈测量 装置时,就可构成交流电液位置伺服系统。
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