液压伺服控制的缺点

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直驱式容积控制DDVC电液伺服系统及应用液压控制技术在工业

自动化中的应用直驱式容积控制DDVC电液伺服系统及应用液压控制技术在工业自动化中的应用一、前言随着工业自动化的不断发展，液压伺服系统作为一种优秀的动力传递和控制手段，被广泛应用于各种机械设备中。

其中，液压控制技术是实现高精度、高可靠性、大功率控制的关键技术之一。

本文将介绍一种新型的电液伺服系统——直驱式容积控制DDVC电液伺服系统，并探讨其在工业自动化中的应用。

二、直驱式容积控制DDVC电液伺服系统介绍1. 液压伺服系统的优缺点液压伺服系统是一种以液压元件为主要执行元件的动力传递和控制系统。

与机械传动和电传动相比，液压伺服系统具有以下优点：1.传动可靠、功率密度高2.传动平稳、响应快、精度高3.可以长时间连续运行4.可以抵抗恶劣环境的干扰和故障但是，液压伺服系统也有一些缺点：1.系统复杂、维护成本高2.需要较大的动力单元来提供液压能量3.液压元件噪音大、污染环境4.其调节性能受到流量特性和压力特性的限制2. 直驱式容积控制DDVC电液伺服系统的基本原理直驱式容积控制DDVC电液伺服系统是在已有容积式液压传动系统基础上，采用数字控制技术、高效率磁力直驱技术和容积控制技术相结合而成的一种新型的伺服系统。

其基本原理是通过等量液压缸直接驱动负载，纯数字化控制液压泵的输出流量和压力，实现系统的高精度、高效率、低噪音、无油污染和全数字化控制。

3. 直驱式容积控制DDVC电液伺服系统的主要特点直驱式容积控制DDVC电液伺服系统相比传统液压系统，具有如下特点：1.直接驱动负载，转换效率高2.无须传统控制阀和液压元件，系统压降小，无噪音，无油污染3.系统响应快、精度高、调控性能稳定、可靠性高4.可虚拟仿真工艺，大大缩短产品开发周期，提高产品质量和竞争力5.适应范围广，可广泛应用于各种机械设备中，特别是工业自动化领域三、直驱式容积控制DDVC电液伺服系统在工业自动化中的应用直驱式容积控制DDVC电液伺服系统在工业自动化中，可应用于各种液压传动系统，如卷取、输送、成型、调节、挤出等。

液压伺服系统的发展和应用

液压控制系统液压技术主要是由于武器装备对高质量控制装置的需要而发展起来的。

随着控制理论的出现和控制系统的发展，液压技术与待腻子技术的结合日趋完善，从而产生了广泛应用于武器装备的高质量电液控制系统。

同时，液压技术也广泛地应用于许多工业部门。

在这个发展过程中，控制装置的需要反过来迫使液压元器件、液压控制系统不断更新，不断发展提高。

本文结合课堂所学，简要讲述液压技术的发展和应用。

1.液压传动将源动力的能量按一定方式和规律传递给工作机构的作用叫传动。

在机器中起传动作用的机构叫传动机构。

目前传动有五种型式：机械传动、电气传动、气体传动、流体传动和复合传动。

在液体传动中，有一种以液体为传动介质，主要靠受压液体的压力能来实现运动和能量传递的叫液压才传动。

图1为一个简单的连通器，可以用来传递能量。

图1.连通器简图当右边小活塞在外力Fo作用下，向下推压右边腔室的液体时，该处的液体通过两腔室间连通的通道被挤压到左边大腔室中，使重物G运动，这样就起到了传动能量的作用。

但这种简单的连通器不能连续工作，下面以一个简单的例子来分析液压传动系统。

如图2所示，小活塞及其活塞缸为主动缸，在单向阀配合下不断从邮箱吸油，排左边大缸腔，被称为液压泵。

左边大活塞及其缸腔为工作缸，不断得到压力油，不断推举重物做功，被称为液压缸。

从图中知道，液压泵、液动机（液压缸和液压马达）和控制阀为组成液压系统的三个主要部分，加上辅助装置和液压油，这五个部分是实际液压机构所必须的。

图2.千斤顶的原理图2.液压元件根据各个元件在液压系统中的作用，主要分为动力元件(液压能源)—液压泵，执行元件(液动机)—液压马达(输出旋转运动)和液压缸(输出直线运动)，以及各种控制阀。

2.1.液压控制元件液压阀是液压系统的控制元件，通过它改变系统中流体的运动方向、压力和流量。

在节流式伺服系统中，它直接控制执行元件动作；在容积式伺服系统中，它直接控制着泵的变量机构，改变其输出流量，从而间接的对执行元件的动作进行控制。

液压伺服控制系统研究现状的分析

液压伺服控制系统研究现状的分析摘要：传统的液压伺服控制方式是采用手动控制阀开关直接控制液压缸主液压回路，工作效率低。

本文介绍了一种包括伺服控制设备和液压设备的屏幕液压伺服电液控制系统。

伺服控制装置连接伺服阀组，通过伺服电机组驱动的控制阀到指定位置，实现伺服单动作或组动作，可通过局部或远程控制台操作实现操作。

控制设备还可以通过分析煤机的位置信号和方向信号向控制器发送反馈信息，将信号发送到主控制站，实现液压伺服根机的自动控制。

关键词：液压伺服；伺服控制；PLC控制器前言：目前，国内外很多完全机械化设备工厂自动化技术在煤矿的生产中，通常使用电磁阀来取代传统的手动阀，控制电磁阀的控制器实现伺服运动，但煤矿因为恶劣的工作环境，复杂的地质条件，高湿度和其他原因，电磁阀很容易损坏，而且很不方便进行维护，因此液压伺服控制技术的缺陷有时也是无法避免的。

伺服系统也称为随动系统，是一种控制系统。

在这样的系统中，输出（机械位移、速度或力）能够自动、快速、准确地再现失散量的变化规律。

它也作为一个信号功率放大器，因此是一个功率放大器。

液压驱动装置所组成的伺服系统称为液压伺服系统。

它是一种控制能量输出装置，在这种装置中，输入和输出的量自动连续地保持，必须符合一致的关系，并且两者之间的区别在于控制能量的输出。

伺服控制系统应用程序重新设计了控制阀组，由伺服电机驱动轴到指定的位置实现伺服阀组行动，与此同时，使用精确的伺服系统过程处理实现伺服组动作和机器自动动作，并通过独立的伺服控制系统设计安装箱整体，大大提高系统的安全与稳定。

1液压伺服控制系统研究现状伺服驱动器通过电源线和控制线与伺服电机相连。

PLC模块通过以太网电缆与LCD触摸屏模块、伺服驱动器和数字仿真模块进行通信。

伺服驱动器、伺服电机、数字量模块、模拟量模块和LCD触摸屏一起构成了电子控制系统的工作站，是液压伺服控制系统的基本单位。

PLC模块和LCD触摸屏模块可以通过USB2.0连接线连接到计算机上，以此来下载控制程序和触摸屏操作程序。

浅谈关于液压伺服系统的研究的论文

浅谈关于液压伺服系统的研究的论文本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！论文关键词数控液压伺服系统数控改造论文摘要随着液压伺服控制技术的飞速发展，液压伺服系统的应用越来越广泛，随之液压伺服控制也出现了一些新的特点，基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究，并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向，以期能够对于相关工作人员提供参考。

一、引言液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础，应用现代控制理论、模糊控制理论，将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中，为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术，它广泛的应用于国民经济的各行各业，在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用，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加快，技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高，对液压控制技术的要求也越来越高，文章基于此，首先分析了液压伺服控制系统的工作特点，并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。

二、液压伺服控制系统原理目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服控制具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力控制，驱动力、力矩和功率大，尺寸小重量轻，加速性能好，响应速度快，控制精度高，稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点：(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接，从而组成闭环控制系统。

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。

(2)系统的主反馈是负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得偏差信号控制液压能源，输入到液压元件的能量，使其向减小偏差的方向移动，既以偏差来减小偏差。

(3)系统的输入信号的功率很小，而系统的输出功率可以达到很大。

因此它是一个功率放大装置，功率放大所需的能量由液压能源供给，供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

电液伺服控制系统概述

电液伺服控制系统概述摘要：电液伺服控制是液压领域的重要分支。

多年来，许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率——重量比和大功率液压控制系统的需要不断扩大，促使液压控制技术迅速发展。

特别是控制理论在液压系统中的应用、计算及电子技术与液压技术的结合，使这门技术不论在原件和系统方面、理论与应用方面都日趋完善和成熟，并形成一门学科。

目前液压技术已经在许多部门得到广泛应用，诸如冶金、机械等工业部门及飞机、船舶部门等。

关键词：电液伺服控制液压执行机构伺服系统又称随机系统或跟踪系统，是一种自动控制系统。

在这种系统中，执行元件能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律动作。

液压伺服系统是以液压为动力的自动控制系统，由液压控制和执行机构所组成。

一、电液控制系统的发展历史液压控制技术的历史最早可以追溯到公元前240年,一位古埃及人发明的液压伺服机构——水钟。

而液压控制技术的快速发展则是在18世纪欧洲工业革命时期,在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。

18世纪出现了泵、水压机及水压缸等。

19世纪初液压技术取得了一些重大的进展,其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。

第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。

出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。

20世纪50～60年代则是电液元件和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。

这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷达天线的定位、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。

电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。

电液控制技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。

在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工程机械。

液压系统的优缺点

液压控制系统的优点：1、可以在运行过程中实现大范围的无机调速。

2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。

3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。

4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。

5、由于一般采用油作为传动介质，因此液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。

6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设计、制造和推广应用。

液压控制系统的缺点：1、损失大、效率低、发热大。

2、不能得到定比传动。

3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问题。

4、液压元件加工精度要求高，造价高。

5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的技术水平要求高。

编辑本段液压系统噪声控制的实例以WLYl00型液压挖掘机的液压系统为例，对其可能产生噪声的原因、排除方法介绍如下。

1．柱塞泵或马达的噪声(1)吸空现象是造成液压泵噪声过高的主要原因之一。

当油液中混入空气后，易在其高压区形成气穴现象，并以压力波的形式传播，造成油液振荡，导致系统产生气蚀噪声。

其主要原因有：①液压泵的滤油器、进油管堵塞或油液粘度过高，均可造成泵进油口处真空度过高，使空气渗入。

②液压泵、先导泵轴端油封损坏，或进油管密封不良，造成空气进入o②油箱油位过低，使液压泵进油管直接吸空。

当液压泵工作中出现较高噪声时，应首先对上述部位进行检查，发现问题及时处理。

(2)液压泵内部元件过度磨损，如柱塞泵的缸体与配流盘、柱塞与柱塞孔等配合件的磨损、拉伤，使液压泵内泄漏严重，当液压泵输出高压、小流量油液时将产生流量脉动，引发较高噪声。

此时可适当加大先导系统变量机构的偏角，以改善内泄漏对泵输出流量的影响。

液压泵的伺服阀阀芯、控制流量的活塞也会因局部磨损、拉伤，使活塞在移动过程中脉动，造成液压泵输出流量和压力的波动，从而在泵出口处产生较大振动和噪声。

此时可对磨损、拉伤严重的元件进行刷镀研配或更换处理。

(3)液压泵配流盘也是易引发噪声的重要元件之一。

液压伺服系统

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。

2 液压伺服系统

，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)

液压伺服系统概述

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。

液压控制系统

液压控制系统 Hydraulic Control System
1-1 液压控制定义
液压伺服控制
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。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。
泵控式电液速度控制系统的工作原理方块图
反馈之形式
输入讯号与输出讯号关系
液压伺服位置控制系统
液压伺服速度控制系统
液压伺服速度控制系统
微机液压伺服控制系统
液压伺服系统组成
• • • • • •
输入元件反馈测量元件比较元件放大转换元件执行元件控制对象
伺服控制应用实例
图1.15 液压伺服控制之车床靠模加工系统
二、按被控物理量的名称分类位置伺服控制系统、速度伺服控制系统、其它物理量的控制系统。三、按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形式分类节流式控制(阀控式)系统：阀控液压缸系统与阀控液压马达系统容积式控制系统：伺服变量泵系统与伺服变量马达系统。四、按信号传递介质的形式分类机械液压伺服系统、电气液压伺服系统与气动液压伺服系统等。
．可多方用于不同控制系统。．以小能量的输入指令经放大后而得到大的输出。．是一种具有反馈（Feed Back）控制。．可控制受控系统的动作、速度或出力。．对目标值可作广范的变化。
开回路与闭回路控制
传统之开回路液压控制系统
传统点到点闭回路液压控制系统
闭回路液压伺服机构
图是泵控式电液速度控制系统的原理图。该系统的液压动力元件由变量泵和液压马达组成，变量泵既是液压能源又是液压控制元件。
滑阀是转换放大元件，它将输入的机械信号(阀芯位移)转换成液压信号(流量、压力)输出，并加以功率放大。液压缸是执行元件，输入是压力油的流量，输出是运动速度(或位移)。滑阀阀体与液压缸体刚性连结在一起，构成反馈回路。因此，这是个闭环控制系统。

液压系统的优缺点及名词解释

结构完全不同。

伺服阀依靠调节电信号，控制力矩马达的动作，使衔铁产生偏转，带动前置阀动作，前置阀的控制油进入主阀，推动阀芯动作。

比例阀是调节电信号，使衔铁产生位移，带动先导阀芯动作，产生的控制油再去推动主阀芯。

4、运动粘度：动力粘度μ和该液体密度ρ之比值。

5、液动力：流动液体作用在使其流速发生变化的固体壁面上的力。

6、层流：粘性力起主导作用，液体质点受粘性的约束，不能随意运动，层次分明的流动状态。

7紊流：惯性力起主导作用，高速流动时液体质点间的粘性不再约束质点，完全紊乱的流动状态。

8、沿程压力损失：液体在管中流动时因粘性摩擦而产生的损失。

9、局部压力损失：液体流经管道的弯头、接头、突然变化的截面以及阀口等处时，液体流速的大小和方向急剧发生变化，产生漩涡并出现强烈的紊动现象，由此造成的压力损失。

10、液压卡紧现象：当液体流经圆锥环形间隙时，若阀芯在阀体孔内出现偏心，阀芯可能受到一个液压侧向力的作用。

当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴在阀孔壁面上，产生卡紧现象。

11、液压冲击：在液压系统中，因某些原因液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。

12、气穴现象：也称气蚀。

在液压系统中，若某点处的压力低于液压油液所在温度下的空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就分离出来，使液体中迅速出现大量气泡，这种现象叫做气穴现象。

当气泡随着液流进入高压时，在高压作用下迅速破裂或急剧缩小，又凝结成液体，原来气泡所占据的空间形成了局部真空，周围液体质点以极高速度填补这一空间，质点间相互碰撞而产生局部高压，形成压力冲击。

如果这个局部液压冲击作用在零件的金属表面上，使金属表面产生腐蚀。

这种因空穴产生的腐蚀称为气蚀。

13、排量：液压泵每转一转理论上应排出的油液体积；液压马达在没有泄漏的情况下，输出轴旋转一周所需要油液的体积。

14、自吸泵：液压泵的吸油腔容积能自动增大的泵。

15、变量泵：排量可以改变的液压泵。

液压伺服控制系统的优缺点

液压伺服控制系统的优缺点参考资料：液压伺服控制系统，是在液压传动和自动控制理论基础上建立起来的一种自动控制系统。

近年来,随着自动控制的发展,无论是电气或液压伺服系统,在所有的工业部门中都开始得到应用,并普遍地为人们所熟知起来。

由于其具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、出力大,刚性好,响应快,精度高等特点，因而在工业上获得了广泛的应用。

一、液压伺服控制系统的优点现对液压伺服控制系统在设计和应用中体现的优缺点进行一下归纳和总结。

同机电伺服系统、气动伺服系统相比较，液压伺服系统具有以下的突出特点，以致成为采用液压系统而不采用其他控制系统的主要原因：1、重量比大在同样功率的控制系统中，液压系统体积小，重量轻。

这是因为对机电元件，例如电动机来说，由于受到激磁性材料饱和作用的限制，单位重量的设备所能输出的功率比较小。

液压系统可以通过提高系统的压力来提高输出功率，这时只受到机械强度和密封技术的限制。

在典型的情况下，发电机和电动机的功率比仅为16.8W/N，而液压泵和液压马达的功率——重量比为168W/N，是机电元件的10倍。

在航空、航天技术领域应用的液压马达是675W/N。

直线运动的动力装置更加悬殊。

这个特点，在许多场合下，在采用液压伺服而不采用其他伺服系统的重要原因，也是直线运动系统控制系统中多用液压系统的重要原因。

例如在航空、特别是导电、飞行器的控制中液压伺服系统得到了很广泛的应用。

几乎所有的中远程导弹的控制系统都是采用液压控制系统。

2、力矩惯量比大一般回转式液压马达的力矩惯量比是同容量电动机的10倍至20倍，一般液压马达为61x10Nm/Kgm2。

力矩惯量比大，意味着液压系统能够产生大的加速度，也意味着时间常数小，响应速度快，具有优良的动态性能。

因为液压马达或者电动机消耗的功率一部分来克服负载，另一部分消耗在加速液压马达或者电动机本身的转子。

所以一个执行元件是否能够产生所希望的加速度，能否给负载以足够的实际功率，主要受到它的力矩惯量比的限制。

液压伺服系统稳定性分析与控制策略研究

液压伺服系统稳定性分析与控制策略研究一、引言液压伺服系统作为一种广泛应用于工程、机械等领域的控制系统，在实现精确运动控制方面具有重要意义。

然而，由于复杂的动力学特性和非线性特点，液压伺服系统在运行过程中常常面临稳定性问题。

本文将探讨液压伺服系统的稳定性分析方法以及相应的控制策略研究。

二、液压伺服系统的动力学特性分析液压伺服系统由液压执行器、控制阀和传感器等组成，它的动力学特性包括惯性、弹性、摩擦等因素的影响。

针对这些因素，可以使用数学模型进行系统的动力学分析。

1. 惯性分析液压伺服系统的惯性是指系统中涉及质量和惯性力的动力学特性。

惯性对系统的稳定性有重要影响。

在分析液压伺服系统的稳定性时，需要考虑液压执行器的质量、运动状态以及液体的压力和流动等因素。

2. 弹性分析液压伺服系统的弹性是指系统中涉及弹性元件（如弹簧、缸盖等）的动力学特性。

弹性会引起系统中的振动和共振现象，从而影响系统的稳定性。

在进行稳定性分析时，需要考虑液压执行器和控制阀中的弹性元件影响。

3. 摩擦分析液压伺服系统中的摩擦是指系统中涉及的摩擦力和摩擦力矩等动力学特性。

摩擦会导致系统中的能量损失和运动不平稳现象，对系统的稳定性影响显著。

因此，在稳定性分析中，需要考虑液压执行器和控制阀中的摩擦因素。

三、液压伺服系统的稳定性分析方法液压伺服系统的稳定性分析方法主要包括传递函数法、状态空间法和频域法。

这些方法可以用来分析系统的稳定性，并得到系统稳定的条件和边界。

1. 传递函数法传递函数法是一种通过建立系统的传递函数模型来进行稳定性分析的方法。

通过分析传递函数的特征根和极点位置，可以评估系统的稳定性。

传递函数法可以用于分析一阶、二阶以及高阶液压伺服系统的稳定性。

2. 状态空间法状态空间法是一种基于状态方程的分析方法，它可以更全面地描述液压伺服系统的动力学特性和稳定性。

通过建立系统的状态空间模型，可以分析系统的可控性、可观测性以及稳定性等问题。

液压伺服与比例控制系统基本知识

第七章液压伺服与比例控制系统基本知识第一节概述液压传动的三个阶段：开关控制、伺服控制和比例控制。

在普通液压传动系统应用中，控制方式无论是采用手动、电磁、电液等形式，还是采用计算机或可编程控制器（PLC），都属于开关式点位控制方式，控制精度和调节性能不高。

狭义上讲，伺服系统是指输出能以一定精度跟随输入的位置控制系统。

目前常把各种机械量（位移、速度和力）的自动控制系统统称为伺服系统。

故液压伺服系统是指以液压为动力的机械量自动控制系统。

系统中信号的传输和控制部分如采用电气，则为电液伺服系统，也属于液压伺服系统的范畴。

和电气伺服系统相比，液压伺服系统具有体积小、重量轻、响应快等优点。

液压伺服控制组成框图（图7－1）指令元件：按要求给出控制信号的器件，如计算机、可编程控制器、指令电位器或其它电器等；检测反馈元件：检测被控制量，给出系统的反馈信号，如各种类型的传感器；比较元件：把具有相同形式和量纲的输入控制信号与反馈信号加以比较，给出偏差信号。

比较元件有时不一定单独存在，而是与指令元件反馈检测元件及放大器组合在一起，由一个结构元件完成；放大、转换和控制元件：将偏差信号放大，并作为能量形式转换（电—液；机—液等），变成液压信号，去控制执行元件（液压缸、液压马达等）运动。

一般是放大器、伺服阀、电液伺服阀等；执行元件：直接对被控对象起作用的元件。

如液压缸、液压马达等；被控对象：液压系统的控制对象，一般是各类负载装置。

按被控制量是否被检测与反馈：开环控制系统，闭环控制系统。

按液压控制元件的不同：阀控系统，泵控系统。

按信号产生和传递方式的不同：机械—液压伺服系统，电气—液压伺服系统。

按被控对象的不同：流量控制，压力控制，位置控制，速度控制，复合控制。

按输入信号的变化规律：定值控制，程序控制，伺服控制。

液压伺服控制系统的优点：系统刚度大、控制精度高、响应速度快，可以快速启动、停止和反向。

缺点：其控制元件（只要是各类伺服阀）和执行元件因为加工精度高，所以价格贵、怕污染，对液压油的要求高。

伺服控制器的种类与优缺点分析

伺服控制器的种类与优缺点分析伺服控制器是现代工业控制中常用的一种设备，它广泛应用于数字控制机床、机器人、飞行器等领域。

伺服控制器的作用是根据输入的目标位置或目标速度，通过对电机控制系统进行精细控制，使执行机构按照预期的运动规律运动，从而完成各种动作。

本文将对伺服控制器的种类及其各自的优缺点进行分析。

一、伺服控制器的种类目前，市场上的伺服控制器种类繁多，常见的有位置型、速度型、力矩型、力控型和位置/力矩型五种。

1.位置型伺服控制器位置型伺服控制器是最常用的一种，它通过对伺服电机中的角度编码器进行反馈，实现对电机输出的位置进行闭环控制。

位置型伺服控制器的优点是精度高，适用于对位置精度有要求的场合，例如半导体生产线、自动化生产线等。

2.速度型伺服控制器速度型伺服控制器通过对电机转速进行闭环控制，使电机输出的速度精准控制在目标速度范围内。

速度型伺服控制器的应用场合主要是高速场合，例如印刷机械、包装机械等。

3.力矩型伺服控制器力矩型伺服控制器通过对电机输出的转矩进行闭环控制，使输出的力矩精确控制在预定范围内。

力矩型伺服控制器的应用场合主要是需要对负载力矩进行精确控制的场合，例如机器人、自动化生产线等。

4.力控型伺服控制器力控型伺服控制器是根据负载输出的力信号进行控制，将力信号进行放大后作为输入信号进行控制。

力控型伺服控制器的优点是对于力信号的控制更为精确，适用于对于力控制精度要求高的场合。

5. 位置/力矩型伺服控制器位置/力矩型伺服控制器是综合了位置型伺服控制器和力矩型伺服控制器的优点，可以同时对位置和力矩进行控制。

这种控制器适用于对位置和力矩都有精确要求的场合，例如机器人的动作控制。

二、伺服控制器的优缺点1.优点（1）较高的精度：伺服控制器可以通过反馈控制技术实现很高的运动控制精度。

（2）高速性能：伺服控制器可以实现高速度调节，方便调节工作。

（3）快速响应能力：伺服控制器可以快速响应信号，从而实现更精细的运动控制。

伺服控制器在液压系统中的应用

伺服控制器在液压系统中的应用液压系统是一种利用液体传输能量、实现运动控制的系统。

在液压系统中，伺服控制器扮演着至关重要的角色。

伺服控制器通过监测反馈信号，并根据预设的目标值来调节液压系统中的执行元件，从而实现精准的运动控制和位置控制。

本文将探讨伺服控制器在液压系统中的应用，并分析其优势和局限性。

首先，伺服控制器在液压系统中的应用非常广泛。

液压系统常被用于需要大功率、高精度和快速响应的工程领域。

例如，工业自动化设备、机械加工、模具制造、航空航天等行业都广泛采用伺服控制器来实现精确的位置控制和运动轨迹控制。

伺服控制器不仅能够控制液压系统中的液压阀门和执行元件，还可以通过配合相应的传感器实现对温度、流量、压力等参数的实时监测和反馈控制。

这样一来，伺服控制器不仅可以提高液压系统的运动控制精度，还可以提高系统的安全性、可靠性和反应速度。

其次，伺服控制器在液压系统中具有多种优势。

首先，伺服控制器拥有高响应速度和精确的运动控制能力。

液压系统的执行元件需要根据输入信号实现快速、准确地移动到预定的位置，而伺服控制器正是通过对反馈信号的快速处理和调节，使得液压系统能够实时响应外部指令，并实现高精度的运动控制。

其次，伺服控制器具有较高的稳定性和抗干扰能力。

液压系统常面临来自外界环境和内部部件的干扰，例如温度变化、压力波动等，而伺服控制器通过智能算法和滤波器的设计，可以减小这些干扰的影响，保持系统的稳定性和可靠性。

此外，伺服控制器还可以通过软件调节参数、曲线优化等方法来适应不同的工况需求，提高液压系统的性能和适应性。

然而，伺服控制器在液压系统中也存在一些局限性。

首先，伺服控制器的成本较高。

相比于传统的液压系统控制方式，伺服控制器所需的硬件设备和软件系统价格昂贵，对于一些低成本、大批量的应用场景可能不够经济实用。

其次，伺服控制器的维护和修复相对复杂。

伺服控制器需要配备专业的技术人员进行维护和修复，一旦发生故障，往往需要更长的停机时间和更高的维修成本。

液压系统及其组成

液压是机械行业、机电行业的一个名词。

液压可以用动力传动方式 [1] ，成为液压传动。

液压也可用作控制方式 [2] ， [3] 称为液压控制。

液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能来传递动力。

[1]液压控制是以有压力液体作为控制信号传递方式的控制[2] 。

用液压技术构成的控制系统称为液压控制系统。

液压控制通常包括液压开环控制和液压闭环控制。

液压闭环控制也就是液压伺服控制，它构成液压伺服系统，通常包括电气液压伺服系统(电液伺服系统)和机械液压伺服系统(机液伺服系统，或机液伺服机构)等 [2] 。

一个完整的液压系统由五个部分组成，即能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置、液体介质。

液压由于其传递动力大，易于传递及配置等特点，在工业、民用行业应用广泛。

液压系统的执行元件（液压缸和液压马达）的作用是将液体的压力能转换为机械能，从而获得需要的直线往复运动或回转运动。

液压系统的能源装置（液压泵）的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能。

液压系统组成一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质。

动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能。

动力元件指液压系统中的液压泵，它向整个液压系统提供动力。

液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵。

执行元件的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。

执行元件有液压缸和液压马达。

控制元件（即各种液压阀）在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。

根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。

压力控制阀又分为溢流阀（安全阀）、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。

根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。

辅助元件包括蓄能器、过滤器、冷却器、加热器、油管、管接头、油箱、压力计、流量计、密封装置等,它们起连接、储油、过滤和测量油液压力等辅助作用，可参考《液压传动》《液压系统设计丛书》。