《电液伺服控制》总复习

1
qs = Cd A2
ρ
( ps − pL ) + Cd A1
1
ρ
( ps + pL )
滑阀的静态特性曲线 阀的流量特性： 负载压降等于常数时， 负载流量与阀芯位移 之间的关系。 负载压降pL＝0时的 流量特性称为空载流 量特性。
阀的压力-流量特性： 指阀芯位移一定时，负 载流量与负载压降之间 的关系。 压力—流量特性曲线族 (见图2—8)则全面描述 了阀的稳态特性。
流量增益 = C dW C d Wx ( PS − 2 PL ) / ρ ( PS − 2 P L ) / ρ PS − 2 P L
QL
偏置压力 PS
K
q
压力流量系数 K
C
=
v
A
A/ 2
压力增益 P − 2 PL KP = S xv
二、正开口三通阀的压力-流量特性 PS 压力关系 O ∆ P1 = ( PS xv
2.2 滑阀静态持性的一般分析
一、滑阀压力—流量方程的一般表达式
负载流量为：
qL = g 2
qL = Cd A2 1
ps − p L ps + p L − g1 2 2
1 ( ps + p L )
ρ
( ps − pL ) − Cd A1
ρ
供油流量为：
qs = g 2 ps − p L ps + pL + g1 2 2
c
pc
ps （b）两凸肩三通滑阀
2.2 滑阀静态持性的一般分析
滑阀的静态待性即压力—流量特性， 流量特性，是指稳态情况 下，阀的负载流量 qL 、负载压力 p L 和滑阀位移 x v 三 者之间的关系。 者之间的关系。 它表示滑阀的工作能力和性能， 它表示滑阀的工作能力和性能，对液压伺服系统的 静、动态特性计算具有重要意义。 动态特性计算具有重要意义。阀的静态特性可用 方程、 方程、曲线或特性参数(阀的系数)表示。 表示。静态特性曲 线和阀的系数可从实际的阀测出， 线和阀的系数可从实际的阀测出，对许多结构的阀也 可以用解析法推导出压力—流量方程。 流量方程。
•
液压伺服系统的静特性
(接上页) • （2）静误差 • 液压伺服系统的静误差是指系统在稳定状态 下，控制元件的输入量和执行元件的输出量二 者之间的差值。这一误差的产生是由于需要保 持一定的随动速度以及与外负载的变化相平衡。 因此，液压伺服系统的静误差一般由两部分组 成，一部分是由随动速度引起怕，另一部分是 由加在系统上的外力变化引起的。
二、零开口四边阀的阀系数
流量增益 ∂Q L Kq = = C dW ∂xv ( PS − PL ) / ρ
三、零开口四边阀的特性曲线
流量 Q L
压力流量系数 KC = − C Wx v ( PS − PL ) / ρ ∂Q L = d ∂ PL 2 ( PS − PL )
当 PL = PS 时
压力增益 KP = ∂ PL 2 ( PS − PL ) = ∂xv xv
一、正开口四边阀的压力-流量特性方程
负载流量 QL为 Q1 − Q4 或为 Q3 − Q2
阀口 1、 3开口增大为 U + xv 阀口 2、 4 开口减小为 U − xv
实际上 Q1 = Q3且Q2 = Q4
2.4 正开口四通滑阀的静特性
一、正开口四边阀的压力-流量特性方程
可分解 成2个流 量的叠加
液压伺服系统的动态特性
• 建立方程:
• • • • • 例如： 例如： （1）受力平衡方程 （2）流量平衡方程 （3）压力平衡方程 （3）能量平衡方程
• 写传递函数： 写传递函数：
• 例如： 例如：
• dx/dt
s x(s)
第2章 液压放大元件
本章摘要
• 圆柱滑阀结构型式、 圆柱滑阀结构型式、工作原理、 工作原理、 静态特性 • 喷嘴挡板阀结构型式、 喷嘴挡板阀结构型式、工作原理、 工作原理、 静态特性 • 射流管阀结构型式、 射流管阀结构型式、工作原理、 工作原理、 静态特性
流量关系 Q L = Q1 − Q 2 = Q 3 − Q 4 各阀口节流面积 A1 = A0 (固定节流孔面积 ) A2 = π d n ( x0 − x ), d n为喷孔直径 A3 = A0 (固定节流孔面积 ) A4 = π d n ( x0 + x )
Q1
Q2
Q4
Q3
阀口流量方程 Q1 = C d 0 A0 2 ( PS − P1 ) / ρ 2 ( PS − P2 ) / ρ
零开口 零重叠
正开口 负重叠
负开口 正重叠
一、滑阀预开口形式
全周开口
dv xv
开方孔
W = πd v
W = L×n
展开图
滑阀凸肩、 滑阀凸肩、通道数、 通道数、工作边数 T P ps
例如： 两凸肩三通滑阀 两个凸肩里侧的两个棱 边是工作棱边，只有一个通 向液压执行元件的控制口c， 所以称三通阀。如果阀芯向 右微动，P口的油液经过右凸 肩棱边的节流作用后通向 C 口，如果阀芯向左移动，则 C 口的油液经左凸肩棱边节 流后由T口流出滑阀。由于只 有一个控制口 C ， 通向液压 缸的无杆腔，液压缸的有杆 腔是不可控的。为使液压缸 能双向运动，必须采取其它 办法让液压缸活塞回程，图 示结构
正开口三通阀 K q0 = 2C dW KC0 = K P0 = PS / ρ
2 C d WU PS / ρ PS PS U
远大于
2倍
2.6
喷嘴挡板阀
主要优点：结构简单，易于加工，运动部件质量小，对污染不 太敏感。 一、单喷嘴挡板阀静态特性 结构原理：
二、 双喷嘴-挡板阀
一、双喷嘴-挡板阀的压力-流量特性
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“电液伺服控制及机电液控制系统” 课程总复习资料仅用于 课程总复习资料仅用于（ 仅用于（机电1~5班及机 自选修学生） 自选修学生）复习和浏览本课程的主要 复习和浏览本课程的主要 内容， 内容，校对笔记。 校对笔记。部分内容仅为标题， 部分内容仅为标题， 全面复习仍然需要看看自己的听课笔记。 全面复习仍然需要看看自己的听课笔记。 尤其是教材和各个教学重点。 尤其是教材和各个教学重点。 《电液伺服控制》 电液伺服控制》 (总复习)
压力 PL
理想零开口阀的零位阀 系数 K q 0 = C d W PS / ρ KC0 = 0 K P0 = ∞
三、实际零开口四边阀的零位阀系数
零位时存在径向泄漏 零位时压力不是无穷大
KC0
πW δ 2 = ∆P 32 µ
Q L = K q 0 x v − K C 0 PL
2.4 正开口四通滑阀的静特性
验证： 比例教材(2-73) p29
国外教材参考 (3-34) p25
补充验证：比例教材(2-20)（2-21) p18
三、三通阀、 三通阀、四边阀静特性比较
K P0 =
K q0 KC0
理想零开口阀 的零位阀系数 K q 0 = C d W PS / ρ KC 0 = 0 K P0 = ∞
正开口四通阀 K q 0 = 2C dW KC0 = K P0 = C d WU PS 2 PS U PS / ρ PS / ρ
∴ 特性方程 Q L = Q1 − Q 4 Q L = C d W (U + x v ) ( PS − PL ) / ρ − C d W (U − x v ) ( PS + PL ) / ρ
二、正开口四边阀的阀系数
零位流量增益 K q 0 = 2C dW C d WU PS 2 PS U PS / ρ PS / ρ 零位压力流量系数 KC0 =
液压伺服系统的类型
滑阀式 转阀式 阀控式 (1 )按控制方式分 喷嘴挡板式 喷管式 ( 容积式 ) 变量泵控制式 机液伺服系统 (2 )按控制信号类别和回路 的组成分 电液伺服系统 气液伺服系统 位置控制系统 速度控制系统 加速度控制系统 力控制系统 其它物理量控制系统
U + xv 1
PL + PS / 2
− 2 PL ) / 2
零位流量增益
∆ P2 = ( PS + 2 PL ) / 2
QL
2 U − xv
偏置压力 PS
K q 0 = 2C dW
PS / ρ
零位压力流量系数
A
特性方程
A/2
KC0 =
PS / ρ 2 C d WU PS PS U
零位压力增益 K P0 =
正开口三通阀的三个零位阀系数为
K q 0 = 2CdW
2CdWU Kc0 = ps
1
ρ
1
ps
ps
(2-73)
ρ
(2-74)
ps (2-75) K p0 = U 三通阀的流量增益与四通阀的流量增益相同，而三通阀 的压力增益Kp较四通阀的小一半，这是因为三通间只控制一 个控制腔压力pc，而另一腔的压力不可控所致。
液压放大元件也称液压放大器， 液压放大元件也称液压放大器，是一种以机 械运动来控制流体动力的元件。 械运动来控制流体动力的元件。在液压伺服系 统中， 统中，它将输入的机械信号(位移或转角)转换 为液压信号(流量、 流量、压力)输出， 输出，并进行功率放 大。因此， 因此，它既是一种能量转换元件， 它既是一种能量转换元件，又是一 种功率放大元件。 种功率放大元件。
(3 )按所控制的物理量分
1.1.3 液压伺服系统的特点
液压伺服系统在工作过程中，具有以下特点： （1）液压伺服系统是一个闭环负反馈系统 （2）液压伺服系统是通过偏差来控制机构的动 作。 （3）液压伺服系统是一个力或功率的放大系统。
液压伺服系统的静特性
液压伺服系统的静态特性是指在平衡状态下所 能保证的灵敏度和工作精度。这可以用静不灵 敏区和静误差来表示： • （1）静不灵敏区 • 在这一区域中系统输入信号变化时，并不引起 执行机构输出的变化，这个区域称静不灵敏区 静不灵敏区的存在，使得系统中输出总是滞后 于输入，并引起系统的误差。