浅识电液比例控制系统
电液比例控制技术
电液比例方向流量复合阀
是否带 带电反馈的电液比例阀 位移闭 环控制 不带电反馈的电液比例阀
滑阀式 阀芯 结构 锥阀式
类型 插装阀式
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电液控制技术-电液比例控制技术
电液比例阀
二、电液比例阀的基本类型与组成
电液比例阀通常由E-M(电－机械)转换器、 液压放大器（液压先导阀和功率放大级主阀） 与检测反馈元件三部分组成。
电液控制技术-电液比例控制技术
概述
由于电液伺服器件的制造精度要求很高，价格昂 贵、功率损失（阀压降）较大，特别是对油液污染十 分敏感，系统的使用维护非常苛刻，使伺服技术难以 为更广泛的工业应用所接受。
在此背景下，发展了电液比例控制技术。采用电 液比例控制技术的系统具有价廉、节能、抗油污染能 力强、工作可靠、维护方便、适应大功率控制的特点， 且其响应速度和控制精度也能满足一般工业控制系统 的要求。
磁力对弹簧预压缩，预压缩 控制单元的电控器，构成对动铁位移的
量则决定了溢流压力。
闭环控制，使弹簧得到与输入信号成比
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例的精确压缩量。
电液控制技术-电液比例控制技术
电液比例阀
三、电液比例压力阀
2、先导式比例溢流阀
1－位移传感器；2－行程控制型比例电磁铁； 3－阀体； 4－弹簧； 5－先导锥阀芯；
6－先导阀座；7－主阀芯；8－节流螺塞； 9－主阀弹簧；10－主阀座（阀套）
流量、位移内反馈和动压反馈及电校正等手段，比例 阀的稳态精度、动态特性和稳定性都有了进一步的提 高；
Ⅳ 推出了电液伺服比例阀；计算机技术与比例元
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件相结合。
电液控制技术-电液比例控制技术
一、概述
电液比例阀
项目
类别
比例阀
电液比例控制技术
电液比例控制技术
电液比例控制技术是一种先进的控制技术，它将电子技术和液压技术相结合，实现了对液压系统的精确控制。
该技术广泛应用于工业自动化、机械制造、航空航天、军事装备等领域，为现代工业的发展做出了重要贡献。
电液比例控制技术的基本原理是通过电子控制器对液压系统中的比例阀进行控制，从而实现对液压系统的精确控制。
比例阀是一种特殊的液压阀门，它可以根据电信号的大小来调节液压系统中的流量和压力，从而实现对液压系统的精确控制。
电液比例控制技术的优点在于可以实现高精度、高速度、高可靠性的控制，同时还可以实现远程控制和自动化控制。
电液比例控制技术的应用非常广泛，例如在机床加工中，可以通过电液比例控制技术实现对切削力、进给速度、加工精度等参数的精确控制，从而提高加工效率和加工质量。
在航空航天领域，电液比例控制技术可以实现对飞机的姿态、高度、速度等参数的精确控制，从而保证飞机的安全飞行。
在军事装备中，电液比例控制技术可以实现对坦克、飞机、导弹等武器装备的精确控制，从而提高作战效率和作战能力。
电液比例控制技术是一种非常重要的控制技术，它可以实现对液压系统的精确控制，广泛应用于工业自动化、机械制造、航空航天、
军事装备等领域，为现代工业的发展做出了重要贡献。
随着科技的不断进步，电液比例控制技术将会得到更广泛的应用和发展。
电液比例控制系统的实验分析的毕业论文
电液比例控制系统的实验分析的毕业论文目录第1章序论 (1)1.1电液比例控制技术的形成和发展趋势 (1)1.2F ESTO D IDACTIC自动化控制技术培训简介 (3)1.3研究思路与容 (4)第2章电液比例控制技术概述 (5)2.1电液比例控制技术的含义与容 (5)2.2电液比例控制的特点 (5)2.3比例控制的基本原理 (6)2.4比例控制的应用 (6)2.5电液比例控制元件的围 (6)第3章电液比例控制系统主要元件 (7)3.1额定值信号给定单元 (7)3.2放大器 (8)3.3比例溢流阀。
(11)3.4液压缸 (14)3.5三位四通比例阀 (16)第4章电液比例控制系统实验研究 (20)4.1F ESTO试验台须知 (20)4.2压力机（单向放大器的特性曲线） (20)4.3滚轧机的接触滚轮（比例压力阀） (25)4.4夹紧装置（压力回路） (29)4.5铣床（双向放大器的特性曲线） (33)4.6压印机（斜坡额定值的设定） (37)*4.7车斗（额定值的外部控制） (42)第5章总结 (49)参考文献 (50)致谢 (51)诚信声明第1章序论电液比例控制技术,是在以开环传动为主要特征的传统液压传动技术，和以闭环控制为特征的电液伺服控制技术基础上，为适应一般工程系统对传动与控制特性或有所侧重或兼而有之的特别要求，从20世纪60、70年代开始，逐步发展起来的流体传动与控制领域中一个具有旺盛生命力的新分支。
现今，电液比例控制技术已成为工业机械、工程建设机械及国防尖端产品不可或缺的重要手段，引起相关工业界、技术界的格外目重视。
但由于所具有的一些特点，对这种技术的了解、掌握、运用，不论是理论上，还是实践上，都有很多问题研究、探讨、总结、提髙，使其形成相应的科学体系，以更好地推动技术的发展和相关人才的培养。
电液比例技术本来就是流体传动与控制技术中的一个新的分支。
所以，原来一般液压传动技术和电液伺服技术所共有的主要特点、优点与缺点、电液比例技术照样具备。
《电液比例容积控制》课件
加强维护保养
定期对系统进行维护和 保养，保证系统的正常
运行和使用寿命。
04
CATALOGUE
电液比例容积控制系统的设计与优化
设计原则
01
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03
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可靠性原则
系统设计应保证在各种工况下 都能可靠运行，避免因故障导
致生产停滞或安全事故。
经济性原则
在满足功能需求的前提下，应 尽可能降低系统成本，提高性
度和高可靠性的液压元件。
03
CATALOGUE
电液比例容积控制系统的优势与挑战
优势
高效性
灵活性
电液比例容积控制系统能够实现快速、准 确地控制流量和压力，从而提高生产效率 和产品质量。
该系统能够根据不同的工艺需求进行灵活 的调整和控制，以满足多种生产条件下的 要求。
可靠性
易于维护
电液比例容积控制技术经过多年的研究和 应用，已经具备了较高的可靠性和稳定性 ，能够保证生产的连续性和安全性。
《电液比例容积控 制》ppt课件
目录
• 电液比例容积控制概述 • 电液比例容积控制系统组成 • 电液比例容积控制系统的优势与挑战 • 电液比例容积控制系统的设计与优化 • 电液比例容积控制系统的未来发展与展望
01
CATALOGUE
电液比例容积控制概述
定义与特点
定义
电液比例容积控制是一种通过电 信号控制液压系统流量和压力的 控制系统。
成本问题
虽然该系统的运营成本相对较低，但初始 投资成本可能较高，需要综合考虑投资回 报率。
解决方案
优化控制算法
通过改进控制算法，提 高系统的控制精度和响
应速度。
加强系统监测
对系统进行实时监测， 及时发现并解决存在的 问题，保证系统的稳定
电液比例控制系统分析与设计
电液比例控制系统分析与设计1.输入信号接收与处理：电液比例控制系统通常采用模拟输入信号，如电压、电流等。
因此，需要设计电路对输入信号进行放大、滤波和隔离等处理，以满足系统的要求。
2.控制逻辑设计：根据实际应用需求，设计相应的控制逻辑。
常见的控制方式有PID控制、模糊控制等。
根据被控对象的特性和要求，选择合适的控制方式，并进行调参及优化。
3.输出信号处理：将控制逻辑输出信号转换为适合驱动液压元件的信号形式。
通常采用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输出给液压部分。
1.液压能量转换与控制：液压部分负责将电气信号转换为液压能量，并控制液压元件的工作状态。
常见的液压元件有液压泵、液压缸、液控单元等。
通过液压阀的开关控制，来实现液压能量的转换和流动的控制。
2.液压系统参数设计：根据系统需求，确定液压泵的最大工作压力、液压缸的位移要求、流量要求等。
根据这些要求，选用合适的液压元件，并进行相应的参数设计与计算。
3.液压系统的安全性与稳定性：液压系统工作中容易产生高压、高温等危险因素，因此需要对液压系统进行安全性设计。
同时，为了保证系统的稳定性，需要对液压阀的开关速度、压力等进行合理控制。
1.机械传动装置设计：根据实际运动要求，设计机械传动装置，包括连接方式、传动比、轴承选型等，以满足系统对力、速度和位置的要求。
2.机械结构设计：根据机械运动要求，设计相应的机械结构，包括液压缸的安装方式、支撑结构设计等，以保证机械执行部分的可靠性和稳定性。
3.机械部件的选用与配合设计：根据实际负载和工作条件，选用合适的机械部件，并进行合理的配合设计，以确保机械执行部分的准确性和稳定性。
总结：电液比例控制系统的分析与设计是一个复杂而庞大的工程。
需要考虑多个方面的因素，如控制逻辑设计、液压部分的能量转换和控制、机械执行部分的设计等。
只有综合考虑这些因素，才能设计出稳定、高效的电液比例控制系统。
电液比例控制系统分析与设计
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(3)为了提高系统的动态性能(快速响应性)，开环控制系统的快速响应性能完 全是由系统的极限加速度αmax 来决定的，当比例控制系统的快速响应要求超出 αmax 时，开环控制系统就无能为力了。这时，采用闭环控制方案是惟一选择。
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采用全数字电液比例控制系统还有一个突出优点，即控制信号可以在总线上 传输，便于计算机读取和存储。
目前，工业上采用的绝大多数比例阀仍然是模拟信号控制的，相配套的比例 放大器和检测元件也是模拟式的。模拟式控制系统理解起来较简单，调试和处理 也较直观，是目前普遍采用方案，但其分辨率和控制精度较低，抗干扰能力稍差。
7.2 电液比例控制系统的方案拟定
拟定系统方案就是决定系统中的重大问题，其主要内容包括：确定电液比例 控制系统的类型和控制方式(开环或闭环)，选择控制信号、控制元件、检测元件 的类型。
7.2.1 确定比例控制系统的控制方式
开环控制系统不具备抗干扰能力，其控制精度取决于组成系统各元件或环节 的精度，不存在稳定性问题。采用闭环控制主要基于以下四个方面的考虑：
第七章 电液比例控制系统的分析与设计
电液比例控制技术已获得广泛应用。根据所采用的控制元件，电液比例控制 系统可分为：
①采用比例压力阀(溢流阀和减压阀)压力(力)制系统； ②采用比例节流阀和比例调速阀的速度控制系统； ③采用比例方向阀的位置、速度或压力控制系统； ④采用比例控制泵的容积调速、压力或功率控制系统； ⑤采用压力、流量、方向比例控制元件组成的符合控制系统。 在以上每一种控制系统中，又有开环控制和闭环控制之分。二者的设计思想、 数学模型、设计内容和步骤、设计和分析的手段都有相当大的差别。总的来说， 开环控制系统的设计主要参考液压传动系统(开、关控制)的设计方法，闭环控制 系统的设计采用自动控制系统的设计方法(与液压伺服系统设计相似)。 电液比例控制系统设计还涉及到与电气、计算机、机械设备的接口等内容， 每一个具体的比例控制系统还要根据产品工艺要求解决特定的问题。
电液伺服与比例控制简介
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2、射流管式电液伺服阀 图10-3是MOOG公司D661-G系列位移电反 馈射流管式伺服阀的结构示意图，本书以该阀为 例介绍射流管阀的工作原理。
图10-3 射流管式二级电液伺服阀 1—力矩马达；2—射流管；3—放大器；4—位置反馈 传感器；5—主阀芯
指令信号和 反馈信号的差值 通过电流负反馈 放大器3放大作 用在先导阀的力 矩马达1上，如 果差值不为零， 这样产生的转矩 驱动射流管2发 生偏转，使得主 阀芯5两端产生 压降而发生移动。 同时，位置反馈 传感器4与主阀 一起移动，
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1、电液比例方向阀
1. 直动式的比例方向阀 图10-4是最普通的直动式比例方向阀的典型结构。
图10-4 直动式比 例方向阀 1—阀体 2—控制 阀芯 3、4—弹簧 5、6—电磁铁 7— 丝堵
工作原理：电磁铁5和6不带电时，弹簧3和4将控制阀 芯2保持在中位。比例电磁铁得电后，直接推动控制阀芯2， 例如，电磁铁b（6）得电，控制阀芯2被推向左侧，压在 弹簧3上，位移与输入电流成比例。这时，P口至A口及B 口至T口通过阀芯与阀体形成的节流通道。电磁铁6失电， 2被3重新推回中位。弹簧3，4有两个任务：①电磁铁5和 6不带电时，将控制阀芯2推回中位；②电磁铁5或6得电时， 其中一个作为力—位移传感器，与输入电磁力相平衡，从 而确定阀芯的位置。 12
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电气伺服放大器、电液伺服阀均属于此类元件。 执行元件——将产生调节动作的液压能量加 于控制对象上的元件，如液压缸和液压马达。 控制对象——各类生产设备，如机器工作台、刀 架等。 比例控制元件的也包括上述六部分组成，所 不同的是放大、能量转换元件为比例放大器和电 液比例阀。
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浅谈电比例控制系统在起重机上的使用
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用
电比例控制系统是一种电气、液压、机械综合的控制系统。
它利用现代电子技术和微机控制技术，将被控制对象的状态转换成电信号或数字信号，进行运算、比较、控制等操作，支持反馈控制，实现自动化控制。
在起重机上，电比例控制系统的应用越来越广泛。
它可以用来控制各个执行机构如起升、行走、回转、大臂伸缩等，并在启动、停止、正反转等方面都有较高的精度和可靠性。
首先，电比例控制系统可以让起重机在工作过程中更加平稳和安全。
传统的控制系统依赖于机械和液压油压力和流量的传统性，其反应速度相对较慢。
而电比例控制系统可以提供更快的响应速度，节省时间和增加安全性。
其次，电比例控制系统还可以提高起重机的工作效率和可靠性。
电比例控制系统具有多种功能，可以控制开关、旋转角度、速度、力度、姿态等，自动调整各项参数，实现预想的动作，提高操作精度和效率。
然而，电比例控制系统也存在着一定的缺点。
比如，电器元件的故障可能会导致起重机发生意外，维修难度大，也会增加维修成本。
因此，需要安装可靠的故障检测和告警系统，确保操作人员的安全和维护人员的维修效率。
综上所述，电比例控制系统对于起重机的控制和操作具有重要的作用。
随着科技的发展，电比例控制系统也会不断地更新换代，进一步提高其精度、可靠性和使用效果。
电液比例控制技术
电液比例控制技术
1电液比例控制技术
电液比例控制技术，简称EPT，是一种在工业控制应用中广泛使用的电磁输出源。
它将一个压力电子模块和一个特殊的增大比例阀（比率电磁阀）组合在一起，允许控制系统中介入可调节的容量流量。
EPT系统可以根据体系的要求提供不同比例的输出，提高输出安全性，控制精度误差小于1％。
比率电磁阀是一种电磁驱动装置，它可以按照给定的比例从一个入口发出到另一端的流量。
此外，由于比例电子的调节作用，可以保证所需的机械性能和操纵准确性。
EPT系统的应用包括：机械动力学应用，如控制臂被用于实现机械设备的旋转。
它还可以应用于运动控制、负荷控制和流量恒定控制等生产过程中的精准控制。
此外，EPT系统可以用于连续控制平台的推进系统，可以提供必要的力量。
EPT技术的实施，为工业控制系统和设备提供了更高灵活性、更高的可靠性和测量精度。
未来，EPT的应用领域将被扩大，技术性能更优异的EPT系统将深入到更多的工业和商用控制应用中。
电液比例系统
第六章
电液比例电控技术与检测
6．2 电源电路
串联型稳压电路如图示，整个电路由四个基本环节组成：1） 取样环节，2）基准电压，3）比较放大，4）调整环节。
原理图
接线图
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第六章
电液比例电控技术与检测
6．2 电源电路
集成稳压电路是将调整管、放大电路、电压基准、恒流源和各 种保护环节都集成制作在一小片单晶硅上的集成块电路。常用的三 端式集成稳压器，输出电压有可调的和不可调的，有输出正电压的 和输出负电压的。它们的管脚排列及接线如下图。将它们组合起来 可以形成双电源稳压电路。
馈。
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第六章
电液比例电控技术与检测
6．1 概述
2. 电源电路
电源电路包括电源供给电路和滤波、稳压电路等。前一部分通
常利用 220V 交流电源经降压整流后变成直流 24V 然后接入比例放大 器，是比例放大器的外部电路。后一部分电路通常已经包括在比例
放大器内部，是比例放大器的内部电路。电源电路的功能是对整个
电气控制系统提供能源。
3. 控制信号输入编程电路 用于产生给定值，作为输入控制信号的参考值。控制信号输入 电路通常采用电位器组或信号发生器来产生阶跃变化或连续变化的 控制信号。如果要求比例间跟踪榴人信号连续变化，这时应切除比 例放大器内的斜坡信号发生器。
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第六章
电液比例电控技术与检测
6．1 概述
加一路信号输入，只需增加一个电阻，而且加数值很容易确定。
由于存在“虚地”，各路输人信号之间互不影响。
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第六章
电液比例电控技术与检测
6．3 比例控制放大器
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第六章
电液比例电控技术与检测
电液比例控制技术的发展及应用
电液比例控制技术的发展及应用电液比例控制技术是一种将模拟或数字信号成比例地转变为液压系统中连续的流量或压力的控制技术。
作为近年发展起来的介于普通开关控制与电液伺服控制之间的一种新型控制技术，已成为现代控制工程的重要组成部分，在各个行业中得到了充分的发展和应用。
1、电液比例控制技术的发展概述电液控制技术最早源于海军舰船的操舵装置，后来由于二战的军事需要，加快了对液压伺服系统的研究，四零年底在飞机上首次使用了具有较快响应速度的电液伺服系统：50年代永磁力矩马达和以喷嘴挡板阀作为第一级电液伺服阀的出现，形成了当时响应速度更快、控制精度更高的电液伺服系统；60年代各种结构的伺服阀的研制与使用，使电液伺服技术日趋成熟，促进了电液伺服系统的发展和完善。
随着计算机和电子技术的发展，自动控制对电液控制技术的需求显得更加迫切和广泛，而电液伺服阀的抗污能力差，制造精度高，维修成本高，系统能耗大等特点使企业难以承受，电液比例控制技术应运而生。
60年代末出现的工业伺服阀是在工业液压阀的基础上使用了比例电磁铁，由于其几乎不含受控参数的闭环反馈，多用于开环控制。
70年代，各种内反馈原理元件的大量问世，使得闭环控制成为可能。
80年代，比例元件的设计原理得到不断完善，采用了压力、流量、位移内反馈和动压反馈及电校正等手段，使阀的稳态精度、动态响应都有了进一步的提高，除了中位存在死区外，其他性能与工业伺服阀接近：同时出现的电液比例插装技术，实现了液压系统高压、大流量、集成化方向的发展要求。
目前，电液比例控制技术大量应用于工业控制领域，其较强的抗油污能力和低廉的价格，具有很强的市场竞争力。
对各种电液控制阀的性能比较见表1。
2、电液比例控制系统的组成和分类2.1电液比例控制系统的组成液比例控制系统由电液比例控制单元(包括电．机械转换器在内的比例电磁铁、电液比例变量泵及变量马达)、液压执行单元(通常为液压缸或液压马达)及动力源、电子放大及校正单元、工程负载及信号检测反馈处理单元等部分组成，如图1所示。
电液比例速度控制系统的设计及特性研究
电液比例速度控制系统的设计及特性研究【摘要】作为工业自动化领域的一项关键性技术，流体传动及控制技术同时在机电一体化技术中占据着重要地位，此技术一大极具发展前景的分支就是电液比例控制技术，本文将对电液比例速度控制系统设计及特性进行分析和阐述。
【关键词】电液比例速度控制系统;设计;流体传动及控制技术0.引言随着工业自动化进程的推进，流体传动及控制技术取得相应发展，并逐渐成为机电一体化技术的重要组成部分，其中一项极具发展前景的分支就是电液比例控制技术。
当前利用电液比例阀组建闭环控制系统还处于初期探索阶段，相关的设计理论有待进一步完善，对电液比例速度控制系统进行研究具有重要的理论及实践意义。
流体传动及控制技术已经成为工业自动化的重要技术，是机电一体化技术的核心组成之一。
而电液比例控制是该门技术中最具生命力的一个分支。
比例元件对介质清洁度要求不高，价廉，所提供的静、动态响应能够满足大部分工业领域的使用要求，在某些方面已经毫不逊色于伺服阀。
比例控制技术具有广阔的工业应用前景。
但，目前在实际工程应用中使用电液比例阀构建闭环控制系统的还不多，其设计理论不够完善，有待进一步的探索，因此，对这种比例闭环控制系统的研究有重要的理论价值和实践意义。
本论文以铜电解阳极自动生产线中的主要设备——铣耳机作为研究对象，在分析铣耳机组各构成部件的基础上，首先重点分析了铣耳机的关键零件——铣刀的几何参数、结构及切削性能，并进行了实验。
1.电液比例速度控制系统设计及特性分析本文主要以液压机电液比例速度控制系统为研究对象。
所谓液压机，即借助液体压力实现能量的传递，进而完成相关压力加工工艺的机床。
随着技术的不断进步以及一系列新工艺的相继问世，液压机在金属及非金属成形方面得到广泛应用。
压制速度是液压机的一项关键性参数，压制速度控制方式及精度是对液压机做出评判的关键指标，对产品质量以及效率具有重要影响。
以相关技术参数及液压机制动动作顺序作为电液比例速度控制系统设计的主要依据。
电液比例控制
• ①先导型比 例方向阀结 构及符号： • ②结构组成： • ③工作原理：
• ⑷先导阀、液 动主阀的特点： • ①先导阀： • 是直动型四位 四通闭环比例 方向阀。 • ②液动主阀
§11－6 电液比例控制系统
• • • • • • • • • • • 概述： ⑴电液比例控制系统： ⑵电液比例控制系统分类： 按被控量的物理名称它可分为： 比例压力控制系统 比例流量（速度）控制系统 比例位置控制系统 比例压力或力控制系统等。 ⑶常用比例控制系统： 电液比例压力（力）控制系统 电液比例速度（流量）控制系统
三、 先导型比例减压阀
⑴结构 组成及 结构原 理图： • ⑵工作 原理： • X接口： • 职能符 号 • 注意
四、 三通比例减压阀
⑴三通比例 减压阀简图：
• ⑵工作原 理： • ⑶特点及 应用：
§11－4 比例流量控制阀
• • • • ⑴调节原理： ⑵分类及应用： ⑶比例节流阀： ⑷比例调速阀
三、 电液比例速度控制系统
• 电液比例速度控制的分类： • 作用： • 开环控制主要用于速度快速而平 稳转换， • 闭环控制用于精确控制工作速度 的场合。 • 最常见的是开环速度控制系统。 • 开环速度控制系统原理： •图1-14为开环速度控制系统。系统由定量泵1、溢流阀 2组成恒压油源供油以及比例调速阀、换向阀和液压缸 组成进口节流调速回路。 •比例调速阀控制输入液压缸的流量，实现调速。
• 比例阀是由电—机械转换器—比例电磁铁和液 压阀本体组成。 • 比例电磁铁：
• 4．执行元件 • 5．检测元件或反债元件
• 检测元件：检测被控量或中间变量的实际值，得出系 统的反馈信号。 • 检测元件有：位移传感器、压力传感器和速度传感器。 • 反馈元件：多用于闭环控制系统，以提高整个系统的 性能和控制精度。
电液比例控制
电液比例控制技术概述电液比例控制技术概述电液比例控制技术概述液压传动与控制技术作为动力传动与控制技术的重要组成部分，对工业和国防领域的技术进步和发展起到了很大的推动作用，是现代机械工程的基本要素和工程控制的关键技术之一。
其具有易于实现直线运动、功率质量之比大、动态响应快等优点[1] 。
随着现代科学技术与工业的发展，对液压传动系统的灵敏性、稳定性、可靠性和寿命提出了愈来愈高的要求。
电液比例控制系统具有抗干扰能力强、可靠性高、结构紧凑、价格低、与计算机连接方便、控制灵活、低速平稳性能好等诸多优点，在液压系统中的应用具有重要意义。
因此，将电液比例控制技术应用于液压传动系统中，不仅可以简化液压控制系统，还可以提高液压系统的控制水平，更好的满足工业要求。
科学技术的发展、工业发展步伐加快，以及日益严格的高自动化、节能、远距离传输和可持续发展的社会和工程需要，使得电气控制技术在液压系统中的应用日趋广泛。
可编程控制器（简称PLC 或PC）作为电气控制技术中的一项新技术，经过30 多年的发展，已形成完整的工业产品系列。
它以微处理器为核心，有机地将微型计算机技术、自动化技术及通信技术融为一体。
PLC 在比例液压系统中的应用，方便和简化了工业控制，提高了控制的自动化、集成化、一体化，符合工业发展的潮流。
习惯上，人们把使用比例控制组件（含比例阀、比例控制泵及比例放大器）的液压系统称为电液比例控制系统。
严格地说，比例控制是实现组件或系统的被控制量（输出）与控制量（输入或指令）之间线性关系的技术手段，依靠这一手段要保证输出量的大小按确定的比例随着输入量的变化而变化。
电液比例阀是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用模拟式电气-机械转换装置将电信号转换为位移信号，连续地控制液压系统中工作介质的压力、方向或流量的一种液压组件。
电液比例阀工作时，阀内电气-机械转换装置根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出。
电液比例控制系统
比例方向控制阀
直动型比例方向控制阀
先导型比例方向控制阀
电液比例换向阀主要发展趋势
⟡ 高精度、高可靠性
电液比例控制技术通常采用电反馈方案提高阀的控制精度。微电子和传感器技术飞速发 展以及机电液一体化集成元器件的不断涌现, 使得高精度和高可靠性仍然是电液比例换向 阀的主要发展方向。
Ⅲ
电液比例控制系统的分类
Ⅳ
电液比例控制系统发展趋势
电液比例控制系统的发展
1967年瑞士Beringer公司开始生产KL 比例复合阀，70年代初日本油研公司 申请压力和流量两项比例阀专利，标 志着比例技术的诞生时期。
70年代后期比例变量泵 和比例执行器相继岀现 ，为大功率系统的节能
奠定了技术基础。
近年来比例阀出现了复合化趋势， 极大地提高了比例阀（电反馈）的 工作频宽。在基础阀的基础上，发
都有了进一步的提高，
电液比例控制系统的组成
◈ 指令元件 ◈ 比较元件 ◈ 比例放大器 ◈ 电机转换器 ◈ 液压放大器 ◈ 液压执行元件 ◈ 检测元件
一 组成
◈ 指令元件。系统的控制信号的产生与输入元件，是信号发生装置或过程控制器。 ◈ 比较元件。把输入信号与反馈信号做比较, 得到偏差信号作为控制器的输入量。比较元
1-位移传感器；2-行程控制型比例电磁铁；3-阀体；4-弹簧；5-锥阀芯； 6-阀座；7-主阀芯；8-节流螺塞；9-主阀弹簧；10-主阀座（阀套）
其恒压能力用于直动式溢流阀，由于其 是二级阀，反应比如直动式溢流阀灵敏
电液比例流量控制阀
比阀；2-比例节流阀；3-单向阀
⟡ 高压小型化
电液比例与伺服控制系统概述
1.2.2典型液压伺服系统
（1）车床液压仿形刀架
1.2.2典型液压伺服系统
（1）车床液压仿形刀架
电液仿形液压控制系统
1.2.2典型液压伺服系统
（2）工作台位置控制伺服系统
执行元件
被控对象
放大元件
传感器1
比较元件
传感器2 指令元件
1.2.2典型液压伺服系统
（3）伺服变量泵控制液压马达的速度控制系统
第一章 电液比例与伺服 控制系统概述
本章主要内容为 ：
❖ 1.1 电液比例与伺服控制技术发展概况 ❖ 1.2 液压伺服系统基本概念及典型系统举例 ❖ 1.3 电液比例控制系统工作原理及特点 ❖ 1.4 电液比例与伺服控制系统的分类及组成
1.1电液比例与伺服控制系统发展概况
1.1电液比例与伺服控制系统发展概况
军工：自动火炮系统（高低位机） 交通：汽车伺服转向、飞机舵机 冶金：轧机液压厚度自动控制系统
带钢跑偏控制系统 连续铸钢控制系统
航空航天：飞行模拟器、环境模拟设备
射出成型機之射出壓力控制系統
軋鋼厚度控制
動力輔助轉向系統
碟式煞車機構
鼓式煞車機構
液壓剎車系統
ABS（Anti-Lock Brake System） 防鎖死煞車系統
1.2液压伺服系统基本概念及典型 系统举例
❖ 伺服系统
凡是输出能以一定精度自动、快速、准确地复现 输入变化规律的自动控制系统
❖ 液压伺服系统
采用液压控制元件和液压执行元件的伺服系统
伺服控制 ❖ 控制物体的位置、方向、姿态，并能追踪任意变化
之目标的控制系统
液压伺服控制 ❖ 能以一个极小的信号输入，来控制出力极大的液压
船舶操控系統1
电液比例控制技术简介
电液比例控制技术简介
电液比例控制作为一种新的液压传动控制技术，在液力传动系统中取得了较好的使用效果。
通过采用此项技术，可将液压系统的某些控制功能集成到电液比例控制器内，简化液压系统的构成，提高液压系统动作的稳定性和可靠性。
电液比例控制主要是采用电液比例控制器控制比例电磁铁带动先导阀，从而达到控制液压系统动作的目的。
电液比例控制主要作用在系统起动及停止时，不必采用外部减压阀就可达到自动减压减速的目的，较采用减压阀更稳定、更易于调整。
电液比例控制的主要构成部件为电液比例控制器，其主要工作原理是通过采用内部控制电路，按输入电压呈线性比例来控制输出电流，以实现对液压阀的比例控制。
即通过对电的比例控制达到对液压的比例控制，以实现电液比例控制。
电液比例控制器的主要功能如下：
a、输出斜坡时间可调，即比例系数可调，其时间调整可为内置或外置调整。
b、输入电压可调，既可内置调整，亦可外置调整。
控制要求不高时，可内置调整；控制要求较高或功能较多时，可外置调整。
c、多路输入可选，即设置多个输入回路供灵活选择，以提高可靠性，同时也可通过对输入回路的不同控制达到对系统的多功能控制。
d、可与外部PC机及计算机联接，按编制的程序接收控制信号，
执行程序功能。
e、采用标准插板，便于安装及与其它控制设备连接。
双辽发电厂翻车机系统ZDC型重车调车机牵车臂的液压控制回路经改造后采用VT3006BS30型比例控制器，避免了大臂在起落过程及中途停止时的冲击，取消了原装外部减压阀及减压阀控制曲线板，简化了系统，提高了稳定性和可靠性。
运行实践证明，此项技术先进、可靠，具有推广使用价值。
电液控制概念
1．2 电液比例控制的概念在液压传动与控制中，能够接受模拟式或数字式信号，使输出的流量或压力边续成比例地受到控制，都可以被称为电液比例控制系统。
例如数字控制系统、脉宽调节（PWM）控制系统以及一般意义上的电液比例控制系统。
虽然比例控制与伺服控制都可以用于开环和闭环系统。
但就目前来前者主要用于开环控制，而后者主要用于闭环控制。
理解伺服装置与比例控制装置的差别是有意义的。
伺服控制装置总是带有内反馈，任何检测到的误码差都会引起系统状态栏改变，而这种改变正是强迫这个误差为零。
误码差为零时伺服系统会处于平衡状态，直到新的误差检测出来。
比例控制装置是一种有确定增益的转换器。
例如，比例阀可以把一个线性运动（手动或电磁铁驱动）转换成比例的油流量或压力，转换常数取决于阀的几何尺寸及它的制造精度。
闭环比例阀也可以用于外部反馈闭环系统。
在伺服控制系统中，平衡状态控制信号（误差）理论上为零，而比例控制系统却水远不会为零。
在比例控制系统中，主控制元件可以有无限种状态，分别对应于受控对象的无限种运动。
与比例控制对应的还有开关控制。
由于开关控制中控制元件只有两种状态，即开启或关闭。
因此要实现高质量的复杂控制时，必须有足够大量的元件，把各元件调整成某一特殊的状态。
必要时选通这一元件，从而实现使受控对象按预定的顺序和要求动作。
比例控制和开关控制都可以是手动或按程序自动进行，不同的是在比例控制中，比例元件根据接收的控制信号，自动转换状态，因而使系统大为简化。
在工程实际应用中，由于大多为九被控对象仅需要有限的几种状态。
因而开关控制也有可取之处。
开关元件通常简单可靠，不存在系统不稳定的情况。
可以利用计算机输出的数字信号经放大后驱动开关元件，省去昂贵的数模转换元件，从而使电气控制变得简单。
在模拟比例控制中，如果需要计算机来控制，则必须具有A/D、D/A接口元件与计算机联接，这增加了成本和对使用者的要求。
近年来，已开发出其不意些数字式比例元件，其输出量与脉冲数、脉宽或脉冲频率成比例。
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浅识电液比例控制系统
张明飞机械设计及理论TS14050104
17世纪帕斯卡提出著名的帕斯卡定律,奠定了液压传动的理论基础，而到1940年底在飞机上首先出现了电液伺服系统,其滑阀由伺服电机拖动,但伺服电机惯量很大,成了限制系统动态性的主要环节。
50年代初出现了高速响应的永磁式力矩马达，后期又出现了以喷嘴挡板阀作为先导级的电液伺服阀,使电液伺服系统成为当时响应最快,控制精度最高的伺服系统。
1958年美国学者勃莱克布恩等公布了他们在麻省理工学院的研究工作,为现代电液伺服系统的理论和实践奠定了基础。
但是由于电液伺服器件的价格过于昂贵,对油质要求十分严格,控制损失(阀压降)较大,使伺服技术难以为更广泛的工业应用所接受。
随着现代电子技术和测试技术的发展为工程界提供了可靠而廉价的检测、校正技术，这也为电液比例技术的发展提供了有利的条件。
电液比例技术的发展可以划分为下面四个阶段:
第一阶段，从1967年瑞士Beringer公司生产KL比例复合阀起,到70年代初日本油公司申请了压力和流量比例阀两项专利为止,是比例技术的诞生时期。
这一阶段的比例阀,仅仅是将比例型的电一机械转换器(如比例电磁铁)用于工业液压阀,以代替开关电磁铁或调节手柄。
阀的结构原理和设计准则几乎没有变化,大多不含受控参数的反馈闭环,其工作频宽仅在1~5Hz之间,稳态滞环在4.7%之间,多用于开环控制。
第二阶段，1975年至1980年间可以认为比例技术的发展进入了第二阶段。
采用各种内反馈原理的比例元件大量问世,耐高压比例电磁铁和比例放大器在技术上日趋成熟,比例元件工作频宽己经达到5一1SHz,稳态滞环亦减少到3%左右。
其应用领域日渐扩大,不仅用于开环控制,也被应用于闭环控制。
第三阶段，20世纪80年代,比例技术的发展进入了第三阶段。
比例元件的设计原理进一步完善,采用了压力、流量、位移内反馈和动压反馈及电校正手段,使阀的稳态精度、动态响应和稳定性都有了进一步提高。
除了因制造成本所限,比例阀在中位仍保留死区外,它的稳态和动态特性均己和工业伺服阀无异。
另一项重大进展是,比例技术开始和插装阀相结合,己开发出各种不同功能和规格的
二通、三通型比例插装阀,形成了80年代电液比例插装技术。
同时,由于传感器和电子器件的小型化,还出现了电液一体化的电液元件,电液比例技术逐步形成了80年代的集成化趋势。
特别是电液比例容积元件,各类比例控制泵和执行元件相继出现,为大功率工程控制系统的节能提供了技术基础。
第四阶段，20世纪90年代中后期开始,比例技术在固定工程设备上不断得到广泛应用的同时,开始大量进入行走机械领域,各种节能的负载敏感控制、负载适应控制等节能器件和系统日益增多。
其次,作为比例阀家族新成员的高速开关阀,正从小流量向中等流量发展,在快速性和结构简单可靠方面显示其优势。
另一个重要的进展就是为适应电液比例闭环控制的快速增长需要,出现了在一个新层面上伺服技术与比例技术的结合的产物,即伺服比例阀,使得比例技术与伺服技术的交融和整合更进了一步。
一方面在不同的层面上各得其所,扬长避短;另一方面,技术上进一步融合,为达到未来的一个技术体系的目标打下了更牢固的基础。
电液比例控制系统的工作原理及组成
通过使用比例控制元件(含比例阀、比例控制泵及比例放大器)来接受输入电信号,使输出的流量或压力连续成比例地受到控制的液压系统称为电液比例控制系统。
图1一1为电液比例位置控制系统原理框图。
图1一1电液比例位置控制系统原理框图
工作原理:系统工作时,位移传感器检测出负载的当前位置信号并转化成电压信号Uc,该信号与指定输入电压信号Ui进行比较,经过控制算法得出控制电压U经
放大器放大后得到与控制电压U成比例的驱动电流工来调节电液比例阀节流口开度,从而使活塞杆运动到期望位置。
组成电液比例位置控制系统的基本元件有:
1.指令元件
它是给定控制信号的产生与输入的元件。
也可称为编程器或输入电路。
在有反馈信号存在的情况下,它给出与反馈信号有相同形式和量级的控制信号Ui。
它也可以是信号发生装置或程序控制器。
指令信号可以手动设定或程序设定。
最常见的是手动预置设定,运行时用程序选通。
2.控制算法
它的功用是把给定输入与反馈信号通过控制算法,输出偏差信号作为电控器的输入。
进行给定输入与反馈信号必须是同类型的,比例放大器的输入量为电量,因此反馈量也应转换成同类型的电量。
如遇到不同类型的量作比较,在比较前要进行信号类型转换,例如A/D或D/A转换或机一电转换等。
3.比例放大器
由于含在比例阀内的电磁铁需要的控制电流较大(0一800mA)而偏差控制电流较小,不足以推动电磁铁工作。
所以要对控制信号进行功率放大,且偏差信号的类型或形状都不一定能满足高性能控制的要求。
比例放大器的作用是对输入的信号进行加工、整形和放大,使达到电一机械转换装置的控制要求。
4.电液比例阀
比例阀内部又可分为两大部分,即电一机械转换器及液压放大元件,还可能带有阀内的检测反馈元件。
电一机械转换器,它是电液接口元件。
它把经过放大后的电信号转换成与其电量成比例的力或位移。
这个输出力或位移改变了液压放大级的控制液阻,经液压放大作用,把不大的电气控制信号放大到足以驱动系统负载。
这是整个系统的功率放大部分。
5.液压执行元件
通常指液压缸或液压马达,本系统中采用低摩擦单活塞杆液压缸,它是系统的输出装置,用于驱动负载。
6.检测反馈元件
对于闭环控制需要加入检测反馈元件。
它检测被控量或中间变量的实际值,得出系统的反馈信号。
检测元件有位移传感器、测速发电机等。
检测元件往往又
是信号转换器(例如机一电、机一液转换),用于满足比较的要求。
从框图中可见,检测元件有内环和外环之分。
内环检测元件通常包含在比例阀内,用于改善比例阀的动、静态特性。
外环检测元件直接检测输出量,用于提高整个系统的性能和控制精度。
参考文献
【1】路甫详,胡大纺.电液比例控制技术.2004:6.
【2】黎敞柏.电液比例控制系统与数字控制系统.北京:机械工业出版社.1997:1. 【3】吴根茂,邱敏秀,王庆丰等.实用电液比例技术.浙江:浙江大学出版社.2006:4~5.
【4】陈学海.全自动液压数控弯管机加工曲线精度的研究【D].长春:吉林大学,2005.
【5】魏详云.提高国产弯管机质量的探索.设备与设施.1999.05:32~34.
【6】唐长平,韩江等.电液伺服阀再三维数控弯管系统中的应用研究.合肥工业大学学报(自
然科学版).2005.6.第28卷第6期:620一623.
【7】RobertH.Bishop.乔瑞萍,林欣等译.LabVIEW61实用教程.北京:电子工业出版社.2003.
【8]候国屏,叶奇鑫等.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计.北京:清华大学出版社.2005.
〔【9】张凯,周随,郭栋.LabVIEW虚拟仪器工程设计与开发.北京:国防工业出版社.2004.
【10】陶永华,尹怡欣,葛芦生.新型PID控制及其应用.北京:机械工业出版社.1998.
【11】阿托斯电子一液压产品样本.2004:F160一11/C、G035一8/C.
【12】许益民.电液比例控制系统分析与设计.北京:机械工业出版社.2006:144一145.
【13】昆仑海岸传感器/变送器/智能仪表选型指南.北京昆仑海岸传感技术中心.2004:1、64.
【14】北京中泰研创科技有限公司PCI一8333多功能模入模出接口卡技术说明书.2006.
【15】刘君华等.基于LabVIEW的虚拟仪器设计.北京:电子工业出版社.2003.。