液压控制系统复习资料(王春行版)

一、简略设计应用电液比例阀控制的速度控制回路。画出原理图并加以说明。

该液压控制系统由控制计算机、比例放大器、电液比例方向阀、液压泵、液压缸、基座、负载、位移传感器和，数据采集卡组成，如图1所示。

图1 电液比例阀控制的速度控制回路

液压系统采用定量泵和溢流阀组成的定压供油单元，用电液比例方向阀在液压缸的进油回路上组成进油节流调速回路，控制活赛的运行速度。位移传感器检测出液压缸活塞杆当前的位移值，经A/D 转换器转换为电压信号，将该电压信号与给定的预期位移电压信号比较得出偏差量，计算机控制系统根据偏差量计算得出控制电压值，再通过比例放大器转换成相应的电流信号，由其控制电液比例方向阀阀芯的运动，调节回路流量，从而通过离散的精确位移实现对负载速度的精确调节。

二、说明使用电液闭环控制系统的主要原因。

液压伺服系统体积小、重量轻，控制精度高、响应速度快，输出功率大，信号灵活处理，易于实现各种参量的反馈。另外，伺服系统液压元件的润滑性好、寿命长；调速范围宽、低速稳定性好。闭环误差信号控制则定位更加准确，精度更高。

三、在什么情况下电液伺服阀可以看成震荡环节、惯性环节、比例环节？

在大多数的电液私服系统中，伺服阀的动态响应往往高于动力元件的动态响应。为了简化系统的动态特性分析与设计，伺服阀的传递函数可以进一步简化，一般可以用二阶震荡环节表示。如果伺服阀二阶震荡环节的固有频率高于动力元件的固有频率，伺服阀传递函数还可以用一阶惯性环节表示，当伺服阀的固有频率远远大于动力元件的固有频率，伺服阀可以看成比例环节。

四、在电液私服系统中为什么要增大电气部分的增益，减少液压部分的增益？

在电液伺服控制系统中，开环增益选得越大，则调整误差越小，系统抗干扰能力就越强。但系统增益超过临街回路增

益，系统就会失稳。在保持系统稳定性的条件下，得到最大增益。从提高伺服系统位置精度和抗干扰刚度考虑，要求有较高的电气增益K P，因此，液压增益不必太高，只要达到所需要的数值就够了。同时，电气系统增益较液压增益也易于调节，同时成本低。

五、结合实际应用设计应用电液私服控制的位置控制系统。画原理图并加以说明。

设计送料机械手移送机构液压伺服系统工作原理图如图2所示。

图2 送料机械手移送机构液压伺服系统工作原理图

1—液压缸；2、3—液控单向阀；4、13、18—电磁换向阀；5—电液伺服阀；

6、15—压力继电器；

该回路设计具有以下几个特点：

（1）伺服泵站由交流电机、轴向柱塞泵、溢流阀、单向阀、过滤器、蓄能器，压力继电器、压力表、加热器以及冷却回路等组成。泵站同时具备温度、液位等信号的监测、报警功能，自动化程度较高。液压系统的启动、停止、溢流阀的动作、报警、紧急情况处理等由计算机及PLC 协调控制，以保证向伺服系统提供压力稳定的一定流量的液压油。

（2）蓄能器一方面可以储存液压能，系统有多余压力油液时可以储入蓄能器，而当系统需要大流量时蓄能器再向系统放出压力油液；另一方面，可以减小系统的压力冲击。其中，蓄能器7使系统供油稳定，同时更重要的作用是提高伺服阀的相应速度；蓄能器14作为系统的辅助油源，同时起到降低和吸收系统振动和油压脉动的作用。同时蓄能器双截止阀设计也便于拆卸蓄能器。

（3）该液压回路中还应用液压锁，液压锁的作用是避免由于伺服阀零偏和零漂使得系统在未发出指令伺服阀口有微小打开，使得液压缸进行移动。设计中采用两位三通电磁换向阀对液压锁进行操控，安全可靠。

（4）压力继电器通过检测蓄能器压力，向泵出口的远程控制电磁溢流阀发出信号，以控制泵站是否继续向系统提供压力油。为了进一步减小压力脉动，吸收压力冲击，通常在伺服阀前设置惯性小，反应灵敏的蓄能器。

电液比例与伺服控制期末复习题初步整理（神话）

第一章一、电液比例与伺服控制分类

1、按液压控制元件分：1电液比例控制系统，2液压伺服控制系统。

2、按被控物理量分：1位置控制，2速度控制，3力控制系统，4压力控制系统，5其他控制系统

3、按动力元件类型分：1阀控液压缸，2阀控液压马达，3泵控液压缸，4泵控液压马达

阀控优点：响应速度快，控制精度高，结构简单。缺点：效率低

泵控优点；效率高。缺点：响应速度慢，结构复杂

4、按系统控制方式：开环和闭环系统

二、电液比例与伺服控制分类：1指令输入元件，2检测反馈元件，

3比较元件，4放大、转换、控制元件，5也压制性元件，6控制对象

第二章液压放大元件定义:一种依据对液体的节流原理，已输入机械可控制信号（位移与转角）来控制液压信号输出的元件。

一、放大元件结构与分类（分类：滑阀、喷嘴挡板阀、射流式控制阀）

1、圆柱滑阀分类（控制性能好）a、按进出口通道数分：四通阀、三通阀、二通阀。

b、按节流工作边数分：四边阀、双边阀、单边阀

c、按阀预开口形式分：负开口（优点：密封性好，结构简单。缺点：由于流量增益又死区，故影响系统稳态误差）、零开口（优：有线性流量增益，缺：加工制造困难）、正开口（开口范围内流量增益大，超出正开口范围，增益降低;灵位压力灵敏度低，泄漏量大，功率损耗大）

d、按阀芯阀套节流窗口形状分：矩形（窗口面积与阀芯位移成正比，有线性流量增益）、圆形、三角形

e、按阀芯凸肩数目分：二凸肩、三凸肩、四凸肩

2、喷嘴挡板阀优：制造成本低，移动部件挡板的惯量小，响应速度高。缺：零位泄漏大

3、射流式控制阀优：清洁度要求不高，抗污能力强，可靠性强。缺：压力过高容易震动，性能不易预测，容易产生故

障

二、阀的性化和阀系数

1、阀流量增益Kq：表示负载压降一定时，单位负载压降增加引起负载流量的减少量。（越大越灵敏）

2、流量—压力系数Kc：表示阀开度一定时，单位负载压降引起的负载流量的减少量。（影响稳定性）

3、阀的压力增益Kp：指Q=0时单位阀位移引起的负载压力变化大小。（阀对负载的控制能力）

4、Kp=Kq/Kc

5、线性化流量方程：Δql=Kq*ΔXv—Kc*Δpl （零位工作点稳定性最差，增益量最大）

6、理想滑阀:径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。

三、单喷嘴挡板阀工作原理：单喷嘴挡板阀实际是三通阀，只有一条负载通道，控制控制腔，有杆腔与控制腔比较，控制缸的双向运动。当挡板与喷嘴的间隙间小时，由于可变液阻增大，使控制压力Pc增大，

Pc*Ah > Ps*Ar时，液压缸向上运动。当挡板与喷嘴间的间隙增大时，由于可变液阻增小，使控制压力Pc减小，Pc*Ah < Ps*Ar 时，液压缸向下运动。

第三章1、液压动力元件：由液压控制元件和也压执行元件组成。

分类：1阀控液压缸，2阀控液压马达，3泵控液压缸，4泵控液压马达