车辆电液控制理论及应用6-2
电液控制技术概述及应用
电液控制技术概述及应用机自11级4班（机电112）XX摘要：电液控制系统是以电液伺服阀、电液比例阀或数字控制阀为电液控制元件的阀控液压系统，和以电液伺服或比例变量泵为动力元件的泵控液压系统。
本文主要以电液控制元件对电液技术发展和应用作探讨。
关键词：电液控制技术，电液比例控制技术，电液伺服技术，电液控制元件前言：电液控制技术是高新科技不可或缺的组成部分[1],电液控制技术广泛运用于军事与工业领域，工业是国民经济的重要支柱，电液控制技术的发展必将助推国民经济的稳固发展。
1电液控制技术概述电液控制技术是液压技术的一个重要分支，主要表现为电液伺服控制技术和电液比例控制技术。
液压控制技术的快速发展始于18世纪欧洲工业革命时期，在此期间，包括液压阀在内的多种液压机械装置得到很好的开发和利用。
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[2]。
第二次世界大战期间及战后，电液技术的发展加快，主要是为了满足军事装备的需求。
到了20世纪50～60 年代，电液元件和技术达到了发展的高峰期，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。
50至60年代早期，电液控制技术在非军事工业中得到了越来越多的应用，最主要的是机床工业，其次是工程机械。
在以后几十年中，电液控制技术的工业应用又进一步扩展到工业机器人控制、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮控制及可移动设备的自动化等领域。
70年代，随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生，基于集成电路的控制电子器件和装置广泛应用于电液控制技术领域[3]。
1.1电液伺服技术电液伺服系统是电液控制技术最早出现的一种应用形式，从其机构上来说，就是指以电液伺服阀（或伺服变量泵）作为电液转换和放大元件实现某种控制规律的系统[4]。
20世纪初控制理论及其应用的飞速发展，使古典控制理论走向成熟，为电液伺服控制技术的出现与发展提供了理论基础与技术支持[5]。
汽轮机数字电液控制系统的组成及功能
曲线校正后形成各 个阀门的开度指令， 阀门同时开启，对 应于4组喷 嘴同时进汽。
说出上图的在本教材中的图号，并说明阀特性曲线的特点 （快开、直线、抛物线、等百分比）
⑵喷嘴调节 在正常（额定）负荷范围内采用喷嘴调节变压 运行方式，可使机组有最好的热经济性和运行灵活性。
采用喷嘴调节、部分进汽时，当I、Ⅱ号调节阀阀杆开启到 24.6m时，Ⅲ号调节阀开启；当Ⅲ号调节阀阀杆行程达到 15.8mm时，Ⅳ号调节阀开始开启。
冷态启动：温度小于150℃。 温态启动：150～300℃。 热态启动：300～400℃。 极热态启动：温度大于400℃。 2．启动方式
本机组具有中压缸启动和高中压缸联合启动两种方式。
中压缸启动方式，具有降低高中压转子的寿命损耗、改 善汽缸热膨胀和缩短启动时间等优点。
中压缸启动时，在机组冲转前、锅炉点火升温时，蒸汽通过高压旁路，倒暖阀RFV进入 高压缸，对高压缸预暖，同时对高压主汽管、高压主汽调节阀和再热器、中压联合 汽阀进行加热；
⑴滑压控制
⑵这种运行方式能够提高机组变工况运行时的热经济性，减少 进汽部分的温差和负荷变化时的温度变化，因而降低了机组 的低周热疲劳损伤。
采用滑压运行能改变机组在变工况运行时的热应力和热变形， 使机组启停时间缩短，减小节流损失，降低给水泵功率消耗， 提高机组效益。
⑶μT= μT0 ⑷变化
⑸根据机组运行方式
（即定压运行还是滑
压运行）产生压力设
定值P0 ⑹
⑺试在定-滑-定曲线上画出相应的μT曲线 ⑻ECR/MCR-额定功率/最大功率
⑼定压运行允许的最大 负荷变化率为 3％ECR／min。 ⑽滑压运行时允许的 最大负荷变化率为 5％ECR／min。
电液比例控制阀结构及原理
普通溢流阀采用不同刚度的调压弹簧改变压力等级。由于比例电磁 铁的推力是一定的，比例溢流阀是通过改变阀座11的孔径而获得不同的 压力等级。阀座孔颈小，控制压力高，流量小。
调节螺塞12可在一定范围内调节溢流阀的工作零位。 直动型比例溢流阀在小流量场合下单独做调压元件，更多的是做先导 型溢流阀或减压阀的先导阀。
2.3 先导型比例减压阀
先导型比例减压阀与先导型比例溢流阀工作原理基本相同。它们 的先导阀完全一样，不同的只是主阀级。溢流阀采用常闭式锥阀，减 压阀采用常开式滑阀。
图 8 带位置反馈先导型比例减压阀 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.阀套；9.主阀弹簧；10.节流螺塞；11.减压节流口
2 比例压力控制阀
比例压力控制阀应用最多的有比例溢流阀和比例减压阀，有直动 型和先导两种。
2.1 直动型比例溢流阀
不带位置反馈的和带位置反馈
直动式压力阀的结构 与普通压力阀的先导 阀相似，所不同的是 阀的调压弹簧换为传 力弹簧3，手动调节 螺钉部分换装为比例 电磁铁。
图2 直动式比例溢流阀 1.插头；2.衔铁推杆；3.传力弹簧；4.锥阀芯；
2.2 先导型比例溢流阀
图 4 先导型比例溢流阀 1.阀座；2.先导锥阀；3.轭铁；4.衔铁；5.弹簧；
6.推秆；7.线圈；8.弹簧；通溢流阀的主阀相同，上部 则为比例先导压力阀。该阀还 附有一个手动调整的安全阀 （先导阀）9，用以限制比例 溢流阀的最高压力。
带位置反馈先导型比例溢流阀
电液比例控制阀结构及原理
1 概述 2 电液比例压力控制阀 3 电液比例方向控制阀 4 电液比例流量控制阀 5 闭环比例阀
1 概述
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 。
电液比例课程设计
电液比例课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电液比例控制系统的基本原理，掌握其组成、功能及工作流程；2. 掌握电液比例控制系统的数学模型，能够进行简单的系统分析和设计；3. 了解电液比例控制技术在工程实际中的应用，学会运用相关理论知识解决实际问题。
技能目标：1. 能够运用所学知识，对电液比例控制系统进行模拟和实验操作；2. 掌握电液比例控制系统的调试方法，具备一定的系统故障排查和处理能力；3. 学会对电液比例控制系统进行性能评价，提出合理的优化方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电液比例控制技术及其在工程应用中的兴趣，提高学生的专业认同感；2. 培养学生的团队协作精神和沟通能力，使学生在学习过程中形成良好的合作氛围；3. 培养学生严谨的科学态度，树立正确的工程伦理观念。
本课程针对高年级学生，结合电液比例控制技术在实际工程中的应用，注重理论知识与实际操作相结合。
课程目标旨在帮助学生掌握电液比例控制系统的基本原理和技能，培养学生在实际工程问题中运用所学知识解决问题的能力，同时注重培养学生的情感态度价值观，使其成为具有创新精神和实践能力的工程技术人才。
二、教学内容1. 电液比例控制系统原理- 液压基础知识回顾- 电液比例控制系统的组成与工作原理- 电液比例阀的结构与性能特点2. 电液比例控制系统的数学模型- 系统建模方法- 数学模型推导与分析- 模型参数的识别与调整3. 电液比例控制系统设计- 系统设计原则与方法- 控制器的设计与参数整定- 系统仿真与优化4. 电液比例控制技术在工程中的应用- 典型应用案例分析- 控制系统调试与故障排除- 性能评价与优化措施5. 实践教学环节- 电液比例控制系统实验操作- 模拟工程实际案例，进行小组讨论与设计- 实际工程现场参观与实习教学内容依据课程目标，紧密结合教材，注重理论与实践相结合。
教学大纲明确教学内容安排和进度，确保学生能够系统掌握电液比例控制技术相关知识，培养其工程实践能力。
机电液一体化的应用
第一章绪论1.1 机电液一体化技术在汽车中的应用现状分析机电液一体化技术是机械控制、液压控制技术和电控相结合，它融合了机械、液压、传感器检测、计算机自动控制等多门现代技术的基础上发展起来的一门新兴的科学。
在汽车方面的应用主要包括汽车安全控制、电子控制、行驶系控制、汽车稳定性控制以及汽车特定的电子传感器，对汽车运行实时监控。
例如，传感器可以同步监测发动机冷却系统、润滑系统、汽车操控系统、汽车减震装置、转向系统等压强、流量等参数。
电子控制传感器技术和计算机监控技术将对汽车的报警信号进行分析，并利用微电子控制器对汽车各系统的继电器、电磁开关和阀门的故障进行了检测和诊断，并对故障代码进行了分析。
机电液一体化技术在汽车上的应用，不仅可以实现车辆安全性的增强，提高汽车的高效性，而且可以达到功率与能耗的最佳匹配，使得汽车更加人性化之外，也使得汽车维修人员维修缩短工作时间，提高工作效率，进而提高汽车性能和质量。
1.2 机电液一体化技术发展现状早在上世纪90年代，某些汽车工业发达的国家在机电液一体化技术方面已经拥有了都有自己独特的电子产品，如美国的德科公司、德国的BOSCH公司等大型的汽车电子产品研发生产公司在机电液一体化技术上都拥有自己的核心技术，无论是产量上的优势还是价格和品质方面都远远的超过了一般汽车研发公司的发展，作为汽车行业的领跑者带动汽车行业的发展，随着科学理论研究的不断深入和电子技术的发展，机电液一体化技术得到了很大的发展，并开始作为选装件安装在一些中高档轿车上。
近20年来，随着微机和电液控制技术的迅速发展，日本和欧美国家高度重视其在汽车中的应用，开发出适用于汽车各系统的机电液一体化系统。
［1］我国机电液系统的发展比较早，但汽车机电液控制的研究还处在起步阶段，虽然我国各个汽车研究所就早在20世纪70年代就开始采用全液压机控制技术，但由于我国自主创新能力的落后和国外关键技术的限制，在发展程度上,与发达国家仍存在一定的差距。
汽车电液控制复习题(含答案)
《汽车电液控制》复习思考题绪论简述电子技术在汽车上的应用。
第一章汽车电子控制技术基础1．汽车电控系统由哪三部分组成？各起何作用？汽车电控系统由传感器、电子控制器和执行器三部分组成。
①传感器：它将反映发动机的工况及状态、汽车行驶工况及状态的各种物理参量转变为电信号，并输送给电子控制器。
②电子控制器：它对各传感器输入的电信号及部分执行器的反馈信号进行综合处理后，向执行器按控制目标的要求进行工作。
③执行器:它按控制器的控制信号进行工作，使被控对象迅速做出反应或将控制对象的控制参数迅速调整到设定值，以实现控制目标。
2．汽车电控系统控制环路有哪几种类型？汽车电控系统控制环路有开环和闭环两种类型。
3．汽车电控系统常用的传感器有哪几种？试说明各传感器的作用、结构原理、安装位置及其在汽车上的应用情况。
①发动机转速与曲轴位置传感器安装在曲轴前端、飞轮上或分电器内。
常见的有磁感应式、光电式、霍尔效应式。
作用：用于产生发动机转速和曲轴位置电信号，传给ECU，从而确定点火时刻。
结构原理见P171—175②空气流量传感器安装在空气滤清器后的进气管上。
作用：将发动机的进气流量转变为电信号，是电子控制器计算基本喷油量、确定点火提前角的重要参数之一。
结构原理见P176—178 涡旋式空气流量传感器、热丝式和热膜式空气流量传感器③进气压力传感器安装在进气歧管处、发动机驾驶室、ECU控制盒内。
作用：将发动机进气歧管的压力转变为相应的电信号，电子控制器计算基本喷油时间、确定基本点火提前角。
结构原理见P178—179 半导体压敏电阻式、电容式④温度传感器冷却液温度传感器安装在发动机冷却水管上；进气温度传感器安装在进气管路上。
作用：将被测对象的温度变化转换为相应的电信号，使控制器能进行温度修正或与温度相关的自动控制。
结构原理见P180—181. 热敏电阻式温度传感器⑤节气门位置传感器安装在节气门轴的一端。
作用：将节气门开度转变为电信号，输送给电子控制器，电子控制器从节气门位置传感器信号中获得节气门开度、节气门开启速度、怠速状态等信息，用于进行点火时间、燃油喷射、怠速、废气再循环、碳罐通气量等控制。
电液伺服阀的原理分类和应用简介
电液伺服阀的原理分类和应用简介一．电液伺服阀的工作原理电液伺服阀由力矩马达和液压放大器组成。
力矩马达工作原理磁铁把导磁体磁化成N、S极，形成磁场。
衔铁和挡板固连由弹簧支撑位于导磁体的中间。
挡板下端球头嵌放在滑阀中间凹槽内；线圈无电流时，力矩马达无力矩输出，挡板处于两喷嘴中间；当输入电流通过线圈使衔铁3左端被磁化为N极，右端为S极，衔铁逆时针偏转。
弹簧管弯曲产生反力矩，使衔铁转过θ角。
电流越大θ角就越大，力矩马达把输入电信号转换为力矩信号输出。
前置放大级工作原理压力油经滤油器和节流孔流到滑阀左、右两端油腔和两喷嘴腔，由喷嘴喷出，经阀9中部流回油箱力矩马达无输出信号时，挡板不动，滑阀两端压力相等。
当力矩马达有信号输出时，挡板偏转，两喷嘴与挡板之间的间隙不等，致使滑阀两端压力不等，推动阀芯移动。
功率放大级工作原理当前置放大级有压差信号使滑阀阀芯移动时，主油路被接通。
滑阀位移后的开度正比于力矩马达的输入电流，即阀的输出流量和输入电流成正比；当输入电流反向时，输出流量也反向。
滑阀移动的同时，挡板下端的小球亦随同移动，使挡板弹簧片产生弹性反力，阻止滑阀继续移动；挡板变形又使它在两喷嘴间的位移量减小，实现了反馈。
当滑阀上的液压作用力和挡板弹性反力平衡时，滑阀便保持在这一开度上不再移动。
二.电液伺服阀的分类1 按液压放大级数可分为单级电液伺服阀，两级电液伺服阀，三级电液伺服阀。
2 按液压前置级的结构形式，可分为单喷嘴挡板式，双喷嘴挡板式，滑阀式，射流管式和偏转板射流式。
3 按反馈形式可分为位置反馈式，负载压力反馈式，负载流量反馈式，电反馈式等。
4 按电机械转换装置可分为动铁式和动圈式。
5 按输出量形式可分为流量伺服阀和压力控制伺服阀。
三.电液伺服阀的发展趋势1/新型结构的设计在20 世纪90 年代,国外研制直动型电液伺服阀获得了较大的成就.现形成系列产品的有Moog 公司的D633,D634 系列的直动阀,伊顿威格士(EatonVickers)公司的LFDC5V 型,德国Bosch 公司的NC10 型,日本三菱及KYB 株式会社合作开发的MK 型阀及Moog 公司与俄罗期沃斯霍得工厂合作研制的直动阀等.该类型的伺服阀去掉了一般伺服阀的前置级, 利用一个较大功率的力矩马达直接拖动阀芯, 并由一个高精度的阀芯位移传感器作为反馈.该阀的最大特点是无前置级,提高了伺服阀的抗污染能力.同时由于去掉了许多难加工零件,降低了加工成本,可广泛使用于工业伺服控制的场合.国内有些单位如中国运载火箭技术研究院第十八研究所, 北京机床研究所, 浙江工业大学等单位也研制出了相关产品的样机. 特别是北京航空航天大学研制出转阀式直动型电液伺服阀. 该伺服阀通过将普通伺服阀的滑阀滑动结构转变为滑阀的转动, 并在阀芯与阀套上相应开了几个与轴向有一定倾角的斜槽.阀芯阀套相互转动时,斜槽相互开通或相互封闭,从而控制输出压力或流量.由于在工作时阀芯阀套是相互转动的,降低了阀工作时的摩擦阻力,同时污染物不容易在转动的滑阀内堆积,提高了抗污染性能.此外,Park 公司开发了"音圈驱动(Voice Coil Drive)"技术(VCD),以及以此技术为基础开发的DFplus 控制阀.所谓音圈驱动技术, 顾名思义, 即是类似于扬声器的一种驱动装置, 其基本结构就是套在固定的圆柱形永久磁铁上的移动线圈,当信号电流输入线圈时,在电磁效应的作用下,线圈中产生与信号电流相对应的轴向作用力,并驱动与线圈直接相连的阀芯运动,驱动力很大.线圈上内置了位移反馈传感器,因此,采用VCD 驱动的DFplus 阀本质上是以闭环方式进行控制的,线性度相当好.此外,由于VCD 驱动器的运动零件只是移动线圈,惯量极小,相对运动的零件之间也没有任何支承,DFplus 阀的全部支承就是阀芯和阀体间的配合面,大大减小了摩擦这一非线性因素对控制品质的影响.综合上述的技术特点,配合内置的数字控制模块,使DFplus 阀的控制性能佳,尤其在频率响应方面更是优越,可达400Hz.从发展趋势来看,新型直动型电液伺服阀在某些行业有替代传统伺服阀特别是喷嘴挡板式伺服阀的趋向, 但它的最大问题在于体积大, 重量重, 只适用于对场地要求较低的工业伺服控制场合. 如能减轻其重量, 减小其体积,在航空,航天等军工行业亦具有极大的发展潜力.另外,近年来伺服阀新型的驱动方式除了力矩马达直接驱动外,还出现了采用步进电机,伺服电机,新型电磁铁等驱动结构以及光-液直接转换结构的伺服阀.这些新技术的应用不仅提高了伺服阀的性能, 而且为伺服阀发展开拓了思路, 为电液伺服阀技术注入了新的活力.2/新型材料的采用当前在电液伺服阀研制领域的新型材料运用,主要是以压电元件,超磁致伸缩材料及形状记忆合金等为基础的转换器研制开发.它们各具有其自己的优良特性.2.1 压电元件压电元件的特点是"压电效应":在一定的电场作用下会产生外形尺寸的变化,在一定范围内,形变与电场强度成正比.压电元件的主要材料为压电陶瓷(PZT),电致伸缩材料(PMN)等.比较典型的压电陶瓷材料有日本TOKIN 公司的叠堆型压电伸缩陶瓷等.PZT 直动式伺服阀的原理是: 在阀芯两端通过钢球分别与两块多层压电元件相连. 通过压电效应, 使压电材料产生伸缩驱动阀芯移动.实现电-机械转换.PMN 喷嘴挡板式伺服阀则在喷嘴处设置一与压电叠堆固定连接的挡板,由压电叠堆的伸,缩实现挡板与喷嘴间的间隙增减,使阀芯两端产生压差推动阀芯移动.目前压电式电-机械转换器的研制比较成熟并已得到较广泛的应用.它具有频率响应快的特点,伺服阀频宽甚至能达到上千赫兹,但亦有滞环大,易漂移等缺点,制约了压电元件在电液伺服阀上的进一步应用.2.2 超磁致伸缩材料液压与电气论坛超磁致伸缩材料(GMM)与传统的磁致伸缩材料相比,在磁场的作用下能产生大得多的长度或体积变化. 利用GMM 转换器研制的直动型伺服阀是把GMM 转换器与阀芯相连,通过控制驱动线圈的电流,驱动GMM 的伸缩,带动阀芯产生位移从而控制伺服阀输出流量.该阀与传统伺服阀相比不仅有频率响应高的特点,而且具有精度高,结构紧凑的优点.目前,在GMM 的研制及应用方面,美国,瑞典和日本等国处于领先水平.国内浙江大学利用GMM 技术对气动喷嘴挡板阀和内燃机燃料喷射系统的高速强力电磁阀, 进行了结构设计和特性研究.从目前情况来看GMM 材料与压电材料和传统磁致伸缩材料相比,具有应变大,能量密度高,响应速度快,输出力大等特点.世界各国对GMM 电-机械转换器及相关的技术研究相当重视,GMM 技术水平快速发展,已由实验室研制阶段逐步进入市场开发阶段.今后还需解决GMM 的热变形,磁晶各向异性,材料腐蚀性及制造工艺, 参数匹配等方面的问题,以利于在高科技领域得到广泛运用.2.3 形状记忆合金形状记忆合金(SMA)的特点是具有形状记忆效应.将其在高温下定型后,冷却到低温状态,对其施加外力.一般金属在超过其弹性变形后会发生永久变形,而SMA 却在将其加热到某一温度之上后, 会恢复其原来高温下的形状. 利用其特性研制的伺服阀是在阀芯两端加一组由形状记忆合金绕制的SMA 执行器, 通过加热和冷却的方法来驱动SMA 执行器, 使阀芯两端的形状记忆合金伸长或收缩, 驱动阀芯作用移动, 同时加入位置反馈来提高伺服阀的控制性能.从该阀的情况来看,SMA 虽变形量大,但其响应速度较慢,且变形不连续, 也限制了其应用范围.与传统伺服阀相比,采用新型材料的电-机械转换器研制的伺服阀,普遍具有高频响, 高精度,结构紧凑的优点.虽然目前还各自呈在某些关键技术需要解决,但新型功能材料的应用和发展,给电液伺服阀的技术发展发展提供了新的途径.3/电子化,数字化技术的运用液压与电气论坛目前电子化, 数字化技术在电液伺服阀技术上的运用主要有两种方式: 其一,在电液伺服阀模拟控制元器件上加入D/A 转换装置来实现其数字控制.随着微电子技术的发展,可把控制元器件安装在阀体内部,通过计算机程序来控制阀的性能,实现数字化补偿等功能.但存在模拟电路容易产生零漂,温漂,需加D/A 转换接口等问题.其二, 为直动式数字控制阀. 通过用步进电机驱动阀芯, 将输入信号转化成电机的步进信号来控制伺服阀的流量输出.该阀具有结构紧凑,速度及位置开环可控及可直接数字控制等优点,被广泛使用.但在实时性控制要求较高的场合,如按常规的步进方法,无法兼顾量化精度及响应速度的要求.浙江工业大学采用了连续跟踪控制的办法,消除了两者之间的矛盾,获得了良好的动态特性. 此外还有通过直流力矩电机直接驱动阀芯来实现数字控制等多种控制方式或伺服阀结构改变等方法来形成众多的数字化伺服阀产品.随着各项技术水平的发展,通过采用新型的传感器和计算机技术研制出机械,电子, 传感器及计算机自我管理(故障诊断,故障排除)为一体的智能化新型伺服阀.该类伺服阀可按照系统的需要来确定控制目标:速度,位置,加速度,力或压力.同一台伺服阀可以根据控制要求设置成流量控制伺服阀, 压力控制伺服阀或流量/ 压力复合控制伺服阀. 并且伺服阀的控制参数,如流量增益,流量增益特性,零点等都可以根据控制性能最优化原则进行设置.伺服阀自身的诊断信息,关键控制参数(包括工作环境参数和伺服阀内部参数)可以及时反馈给主控制器;可以远距离对伺服阀进行监控,诊断和遥控.在主机调试期间,可以通过总线端口下载或直接由上位机设置伺服阀的控制参数, 使伺服阀与控制系统达到最佳匹配,优化控制性能.而伺服阀控制参数的下载和更新,甚至在主机运转时也能进行.而在伺服阀与控制系统相匹配的技术应用发展中, 嵌入式技术对于伺服阀已经成为现实. 按照嵌入式系统应定义为:"嵌入到对像体系中的专用计算机系统"."嵌入性","专用性"与"计算机系统"是嵌入式系统的三个基本要素.它是在传统的伺服阀中嵌入专用的微处理芯片和相应的控制系统, 针对客户的具体应用要求而构建成具有最优控制参数的伺服阀并由阀自身的控制系统完成相应的控制任务(如各控制轴同步控制),再嵌入到整个的大控制系统中去.从目前的技术发展和控制系统对伺服阀的要求看, 伺服阀的自诊断和自检测功能应该有更大的发展. 结束语当前的液压伺服控制技术已经能将自动控制技术, 液压技术与微电子有机的结合起来, 形成新一代的伺服阀产品.而随着电子设备,控制策略,软件及材料等方面的发展与进步, 电液控制技术及伺服阀产品将在机,电,液一体化获得长足的进步.四 .电液伺服阀的发展历程液压控制技术的历史最早可追溯到公元前240 年,当时一位古埃及人发明了人类历史上第一个液压伺服系统――水钟. 然而在随后漫长的历史阶段, 液压控制技术一直裹足不前, 直到18 世纪末19 世纪初,才有一些重大进展.在二战前夕,随着工业发展的需要,液压控制技术出现了突飞猛进地发展,许多早期的控制阀原理及专利均是这一时代的产物.如: Askania 调节器公司及Askania-Werke 发明及申请了射流管阀原理的专利.同样, Foxboro 发明了喷嘴挡板阀原理的专利.而德国Siemens 公司发明了一种具有永磁马达及接收机械及电信号两种输入的双输入阀,并开创性地使用在航空领域.在二战末期,伺服阀是用螺线管直接驱动阀芯运动的单级开环控制阀.然随着控制理论的成熟及军事应用的需要, 伺服阀的研制和发展取得了巨大成就. 1946 年, 英国Tinsiey 获得了两级阀的专利;Raytheon 和Bell 航空发明了带反馈的两级阀;MIT 用力矩马达替代了螺线管使马达消耗的功率更小而线性度更好.1950 年,W.C.Moog 第一个发明了单喷嘴两级伺服阀.1953 年至1955 年间,T.H.Carson发明了机械反馈式两级伺服阀; W.C.Moog 发明了双喷嘴两级伺服阀; Wolpin 发明了干式力矩马达, 消除了原来浸在油液内的力矩马达由油液污染带来的可靠性问题.1957 年R.Atchley 利用Askania 射流管原理研制了两级射流管伺服阀.并于1959 年研制了三级电反馈伺服阀.1959 年 2 月国外某液压与气动杂志对当时的伺服阀情况作了12 页的报道, 显示了当时伺服阀蓬勃发展的状况.那时生产各种类型的伺服阀的制造商有20 多家.各生产厂家为了争夺伺服阀生产的霸权地位展开了激烈地竞争. 回顾历史, 可以看到最终取胜的几个厂家, 大多数生产具有反馈及力矩马达的两级伺服阀.我们可以看到, 1960 年的伺服阀已具有现代伺服阀的许多特点.如:第二级对第一级反馈形成闭环控制;采用干式力矩马达;前置级对功率级的压力恢复通常可达到50%;第一级的机械对称结构减小了温度,压力变化对零位的影响. 同时, 由早期的直动型开环控制阀发展变化而来的直动型两级闭环控制伺服阀也已出现.当时的伺服阀主要用于军事领域,随着太空时代的到来,伺服阀又被广泛用于航天领域,并研制出高可靠性的多余度伺服阀等尖端产品.与此同时,随着伺服阀工业运用场合的不断扩大,某些生产厂家研制出了专门使用于工业场合的工业伺服阀. Moog 公司就在1963 年推出了第一款专为工业场合使用的73 如系列伺服阀产品.随后,越来越多的专为工业用途研制的伺服阀出现了.它们具有如下的特征:较大的体积以方便制造;阀体采用铝材(需要时亦可采用钢材);独立的第一级以方便调整及维修;主要使用在14MPa 以下的低压场合;尽量形成系列化,标准化产品.然而Moog 公司在德国的分公司却将其伺服阀的应用场合主要集中在高压场合, 一般工作压力在21MPa,有的甚至到35MPa,这就使阀的设计专重于高压下的使用可靠性.而随着伺服阀在工业场合的广泛运用, 各公司均推出了各自的适合工业场合用的比例阀. 其特点为低成本, 控制精度虽比不上伺服阀, 但通过先进的控制技术和先进的电子装置以弥补其不足, 使其性能和功效逼近伺服阀.1973 年,Moog 公司按工业使用的需要,把某些伺服阀转换成工业场合的比例阀标准接口.Bosch 研制出了其标志性的射流管先导级及电反馈的平板型伺服阀.1974 年,Moog 公司推出了低成本,大流量的三级电反馈伺服阀.Vickers 公司研制了压力补偿的KG 型比例阀.Rexroth,Bosch 及其他公司研制了用两个线圈分别控制阀芯两方向运动的比例阀等等五. 电液伺服阀运转不良引起的故障1 油动机拒动在机组启动前做阀门传动试验时，有时出现个别油动机不动的现象，在排除控制信号故障的前提下，造成上述现象的主要原因是电液伺服阀卡涩。
6-电液式控制系统的结构和原理
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液力式自动变速器 电液式控制系统实例 1、本田Accord电控自动变速器 2、大众01M电控自动变速开关、ECU、电磁阀组成。 传感器——节气门位置sensor，发动机转速 sensor，车速sensor，输入轴sensor，变速器 油温度sensor等； 控制开关——超速挡开关、模式开关 （Economy、Power、Normal、Manual、 Snow）、多功能开关、空挡起动开关、变速 器油温开关； 电磁阀
第6章 电控液压系统 的结构和原理
概述
ECT（电子控制液力自动变速器，Electronic Controlled Automatic Transmission）的自动控制依靠 电液式控制系统完成； 电液控制系统由电子控制装置、液压阀及相应的液压 执行元件两部分组成； 特点：自动换挡的控制系统是由ECU来完成的——车 速、加速度、节气门、选挡范围等控制换挡信号变成 相应的电信号； 优点：可根据工况自由合理选择换挡规律——得到更 理想的燃油经济性和动力性；可简化液压系统，提高 控制精度和反应速度，并可实现与整车其它控制系统 的匹配——广泛被采用。
第二章汽轮机数字电液控制系统的组成及功能2
DEH控制系统的控制软件可分为以下四大类。 (1)汽轮机超速保护部分(简称AB，OPC)的控制逻辑，软件驻留
在2号MFP模件中，主要功能有转速测量信号处理、103％超 速报警和110％电超速保护等。 (2)汽轮机自动部分(简称AD，BTC)的控制逻辑，软件驻留在4号 MFP中，主要完成PID计算，实现目标值给定、遮断试验、喷 油试验、负荷反馈、负荷限制等功能。 (3)汽轮机阀门管理(简称AF，VMC)的控制逻辑，软件驻留在6号 MFP模件中，主要完成阀门的控制和管理，实现远方挂闸、 快卸负荷、单顺阀切换、阀门活动试验等功能。 (4)汽轮机自启动部分(简称AH，ATC)的控制逻辑，软件驻留在8 号MFP模件中，主要完成应力计算等功能。
____则接受高压保安油(HPT)及超速限制油压(OSP)的控制。 A.伺服阀；B.电磁阀；C.卸荷阀 HPT油压由高压遮断集成块和机械遮断阀控制，高压油经各主
汽阀执行机构的节流孔及卸荷阀形成高压安全油(HPT)。
⑾发生哪些情况时要卸掉HPT油？ 当21项保护之一动作时，高压遮断集成块及机械遮断阀动作，
侧高压阀组，十个阀门的编号和布置情况如图2-3所示。 由图知，左侧高压阀组包括高压主汽阀MSV1，高压调节阀
CV2、CV3；右侧高压阀组包括高压主汽阀MSV2，高压调 节阀CV1、CV4。同理，中压阀组也分为左、右两组。左 侧中压阀组包括中压主汽阀RSV1和中压调节阀ICV1；右侧 中压阀组包括中压主汽阀RSV2和中压调节阀ICV2。
危急遮断系统由低压保安系统、高压保安系统、高低压接口装 置三部分组成，三部分协调动作，完成机组挂闸和遮断任务。
⒂电气控制系统的功能是什么？实现如转速控制、功率控制、 手／自动切换等各种控制功能，并最终形成各个阀门的阀位 指令
数字式电液控制系统在汽轮机中的应用
（ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ Ｄ ｅ ｉ ａ ｌ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｏｉ ｌ ＆ Ｇａ ｓ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ． Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ． Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ
根据项 目需要 配置。
Ｄ Ｅ Ｈ— Ｉ Ｉ Ｉ Ａ控制 系统 还可 以根据需 要可 以冗余 网络上 扩充不 同的 Ｄ Ｐ Ｕ， 以完成 不同的功能。
操 作员 自动操 作是 电厂 运行人 员控 制汽 轮发 电机组
的主要运行方式 。
控 制柜和端 子柜 中主要包括 ： 冗余 电源和冗余 主控计
炼 油 与 化 工 ２ ０ １ ３ 年 第３ 期
ＲＥＦＩ ＮＩ ＮＧ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ ５ ９
数 字式 电液控制 系统在汽轮机 中的应用
董 鑫
（ 大庆石化公司热 电厂 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ７ １ ４ ）
Ｄ Ｅ Ｈ汽 轮机 数字式 电液 控制 系统 ， 是 汽轮机 启动 、 停
运行状况理想。
参考文献 ：
［ １ ］秦文强． 打包机维护操作指南［ Ｍ］ Ｅ 京： 北方工业出版社，
２ ０ ０ ７： ２ ４ — ２ ７ ．
图 １ 温控阀 内部结构
［ ２ ］陈春明． 打包机的常见故障分析及维护［ Ｊ ］ ． 炼油与化工 ，
电液控制课程设计心得
电液控制课程设计心得一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电液控制系统的基本原理，掌握液压元件的结构、功能及工作原理。
2. 学生能掌握电液控制系统的数学模型，并运用相关公式进行计算。
3. 学生能了解电液控制系统的应用领域及发展趋势。
技能目标：1. 学生具备分析电液控制系统故障的能力，并能提出相应的解决方案。
2. 学生能运用所学知识，设计简单的电液控制系统，并进行调试和优化。
3. 学生能熟练使用相关软件对电液控制系统进行仿真和分析。
情感态度价值观目标：1. 学生对电液控制系统产生浓厚的兴趣，培养探索精神和创新意识。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作能力和沟通表达能力。
3. 学生意识到电液控制系统在工程领域的广泛应用，认识到学习本课程的意义和价值。
课程性质：本课程为专业核心课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生具备一定的电工电子基础和液压基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，通过案例分析、实验操作等教学手段，使学生能够将所学知识应用于实际工程中。
同时，注重培养学生的创新意识和团队协作能力，提高学生的综合素质。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学方法和策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容本课程教学内容分为五个部分，确保学生系统掌握电液控制相关知识。
1. 电液控制系统概述：介绍电液控制系统的基本概念、组成及分类，让学生对电液控制系统有整体的认识。
对应教材第一章内容。
2. 液压元件及原理：讲解各类液压元件的结构、工作原理和功能，如液压泵、液压马达、液压缸、方向控制阀、压力控制阀等。
对应教材第二章内容。
3. 电液控制系统的数学模型及分析：介绍电液控制系统的数学建模方法，分析系统的动态性能和稳定性。
对应教材第三章内容。
4. 电液控制系统设计：讲解电液控制系统设计方法，包括系统选型、参数计算、控制策略等。
对应教材第四章内容。
5. 电液控制系统应用及发展趋势：介绍电液控制系统在实际工程中的应用，以及当前发展趋势和前沿技术。
电液控制系统
电液系统摘要：电液系统具有相应快速、控制灵活等优点而广泛应用于现代工业中,对促进工业发展具有重要的作用。
本文从电液控制系统的建模以及电液元件（伺服阀、比例阀）研究状况、电液系统的未来发展趋势三方面进行了阐述.关键词：电液系统;建模;比例阀;伺服阀;发展趋势1前言18世纪欧洲工业革命时期,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用，19世纪液压技术取得进展，包括采用油作为工作流体和采用电来驱动方向控制阀，20世纪50—60年代是电液元件和技术发展的高峰期，在军事应用中得到广泛应用[1]。
液压技术是以液体为工作介质，实现能量传递、转换、分配及控制的一门技术。
液压系统因其响应快、功率体积比较大、抗负载刚度大以及传递运动平稳等优点而广泛应用于冶金、化工、机械制造、航空航天、武器装备等领域［2]。
随着液压技术与微电子技术、传感器技术、计算机控制等技术的结合，电液技术成为现代工程控制中不可或缺的重要技术手段和环节。
电液技术既有电气系统快速响应和控制灵活的优点，又有液压系统输出功率大和抗冲击性好等优点［3]。
韩俊伟对电液伺服系统的发展历史、研究现状和系统集成技术的应用进行了全面阐述，通过介绍电液伺服系统在力学环境模拟实验系统中的应用，分析了电液伺服系统的集成设计，比较了我国在电液伺服系统技术研究中的优劣势,指出电液伺服系统的未来发展趋势与挑战[4]。
许梁等从电液元件、电液控制系统、现代电液控制策略三方面对电液系统进行了阐述,指出了电液发展趋势［5］。
陈刚等从电液元件、电液控制系统、计算机在电液系统中应用、现代控制理论的电液技术方面对电液系统进行了阐述，对于现代控制理论的电液技术,从PID调节、状态反馈控制、自适应控制、变结构控制、模糊逻辑控制、神经网络控制进行了探究[6］.本文从电液系统的建模、电液元件（比例阀、伺服阀)、发展趋势研究进行综述.2系统的建模伺服系统是一个由多个环节构成的复杂的动力学系统,而且是一种典型的非线性时变系统。
电子液压制动系统的安全设计与匹配
衡阀用于平衡左右制动器的制动力。
一是基本刹车，二是刹车控制。
基础刹车，就是司机按照自己的意图，对油门施加不同的力道，以确保车辆在减速的时候，不会发生卡住，这时，司机应该将自己的意图完全反映出来，从而给司机提供足够的制动力。
控制制动器是指在紧急情况下，驾驶员在全速制动器的作用下，由于需要防止车轮发生卡住，因此，系统能够识别这个需求，并利用节流控制装置来防止车轮发生卡住，同时，根据工作环境的不同，将车辆的减速能力发挥到以保证每个轮子都能充分利用土壤的黏性。
通过上述分析，我们发现，传统与结构在1.气缸2.活塞3.活塞杆4.工作室 5.补液室 6.回位弹簧 8.第一进液孔 9.第二进液孔 10.第一出液孔 11.单向阀和补偿阀 12.三通结构 13.螺线切换阀 14.泵15.刹车液槽 16.刹车踏板 17.脚踏杆 18.位移传感器 19.电子控制器 20.车轮刹车 21.灰尘保护 22.阶梯孔 24.第一刹车通道25.常开阀门 26.常闭阀门图2图3图1103中国设备工程 2023.01 （上）104研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2023.01 (上)并对其主要元件进行了详细的选择。
2.1 EHB 制动器的总体设计需求EHB 系统的实现方式在图3中显示，EHB 系统包含踏板部件，其包含踏板力传感器、电动助力制动器、制动力分配装置、制动轮缸、控制器ECU、制动液管路、各种采集信号的传感器、PC 监控平台等。
在制动时， ECU 对踏板力、踏板位移、刹车管路油压、车速等进行了相应的滤波，然后利用相应的算法，对驾驶员的制动意图进行分析，从而实现对车辆制动的控制。
通过ECU 的助力信号，实现对油门的辅助，从而提高刹车的油压。
刹车系统把刹车油分布在四个刹车分轮气缸上，实现了汽车的刹车。
当电子控制系统因电源故障、传感器故障等原因而发生故障时，ECU 的警报系统将会发出警报，并启动“紧急模式”。
电液伺服控制及其应用
第2章电液伺服控制技术及应用电液伺服系统是一种采用电液伺服机构，根据液压传动原理建立起来的自动控制系统。
在这种系统中，执行元件的运动随着控制信号的改变而改变。
2.1 电液伺服阀伺服阀通过改变输入信号，连续的、成比例地控制液压系统的流量或压力。
电液伺服阀输入信号功率很小(通常仅有几十毫瓦)，功率放大系数高；能够对输出流量和压力进行连续双向控制。
其突出特点是：体积小、结构紧凑、直线性好、动态响应好、死区小、精度高，符合高精度伺服控制系统的要求。
电液伺服阀是现代电液控制系统中的关键部件，它能用于诸如位置控制、速度控制、加速度控制、力控制等各方面。
因此，伺服阀在各种工业自动控制系统中得到了越来越多的应用。
2.1.1 工作原理及组成1 基本组成与控制机理电液伺服阀是一种自动控制阀，它既是电液转换组件，又是功率放大组件，其功用是将小功率的模拟量电信号输入转换为随电信号大小和极性变化、且快速响应的大功率液压能[流量(或)和压力]输出，从而实现对液压执行器位移(或转速)、速度(或角速度)、加速度(或角加速度)和力(或转矩)的控制。
电液伺服阀通常是由电气一机械转换器、液压放大器(先导级阀和功率级主阀)和检测反馈机构组成的(见图2-1)。
图2-1 电液伺服阀的组成2 电气—机械转换器电气—机械转换器包括电流—力转换和力—位移转换两个功能。
典型的电气—机械转换器为力马达或力矩马达。
力马达是一种直线运动电气一机械转换器，而力矩马达则是旋转运动的电气—机械转换器。
力马达和力矩马达的功用是将输入的控制电流信号转换为与电流成比例的输出力或力矩，再经弹性组件(弹簧管、弹簧片等)转换为驱动先导级阀运动的直线位移或转角，使先导级阀定位、回零。
通常力马达的输入电流为150～300mA，输出力为3～5N。
力矩马达的输入电流为10~30mA，输出力矩为0.02～0.06N·m。
伺服阀中所用的电气一机械转换器有动圈式和动铁式两种结构。
电液控制设计课程设计
电液控制设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握电液控制设计的基本原理、方法和应用，培养学生分析和解决电液控制问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解电液控制系统的组成、工作原理和特点；（2）掌握电液控制设计的基本方法和步骤；（3）熟悉电液控制系统的性能评估和优化。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决电液控制问题；（2）具备电液控制系统设计和调试的能力；（3）能够运用现代技术手段，如CAD、仿真软件等，进行电液控制设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对电液控制技术的兴趣和热情；（2）增强学生的创新意识和团队合作精神；（3）培养学生具有良好的职业素养和道德观念。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电液控制系统的组成和工作原理；2.电液控制设计的基本方法和步骤；3.电液控制系统的性能评估和优化；4.电液控制系统的设计和调试实例；5.现代电液控制技术的发展趋势。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解电液控制系统的原理、设计和应用，使学生掌握基本知识；2.讨论法：学生就电液控制系统的实际案例进行讨论，培养学生的分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：分析电液控制系统的经典案例，使学生了解电液控制设计的过程和方法；4.实验法：引导学生进行电液控制系统的实验，提高学生的实践操作能力。
四、教学资源为了保证本课程的顺利进行，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的电液控制设计教材，为学生提供系统的理论知识；2.参考书：提供相关的电液控制技术参考书，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的课件，辅助课堂教学；4.实验设备：配置完善的电液控制系统实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多种方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，记录学生的平时表现，占总评的30%；2.作业：布置适量的作业，检查学生对知识的掌握和运用能力，占总评的20%；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和分析问题的能力，占总评的20%；4.考试成绩：期末进行统一考试，评估学生对本课程知识的全面掌握，占总评的30%。
电液控制技术应用(论文)
电液控制技术应用（技术论文）中国冷库2012-2-27目录前言 (3)1.电液控制概述 (3)1.1 电液控制技术概述 (3)1.2电液比例控制技术概述 (4)1.3 电液伺服技术概述 (5)2.电液控制工程应用实例的介绍 (6)2.1汽车起重机的用途介绍 (6)2.2汽车起重机伸缩回路系统的类别 (6)2.3汽车起重机伸缩回路系统的结构 (6)2.4汽车起重机伸缩回路系统的工作过程 (6)2.5汽车起重机伸缩回路系统的性能特点 (7)3.电液控制技术与机电一体化技术的关系 (7)参考文献 (7)【摘要】电液控制技术广泛应用于现代工业中, 是工业发展水平的重要标志。
本文就电液技术发展历程、电液控制的技术特点、电液技术的应用范围等进行探讨。
并以ZY50型汽车起重机伸缩回路系统为例，介绍了ZY50型汽车起重机的用途以及电液控制技术在此机械系统中的应用，其与所学机械电子工程专业之间紧密结合的认识，并针对电液控制工程技术提出自己的看法很感想。
【关键词】电液比例技术机电一体化汽车起重机应用前言从上世纪六七十年代以来，电液控制技术已广泛应用于现代工业中, 是工业发展水平的重要标志。
现今，电液控制技术已经成为工业机械、工程建设机械及国防极端产品不可或缺的重要手段。
以挖掘机、推土机、振动压路机等为代表的工程机械对国家基础设施建设起到了至关重要的作用，而火炮控制系统、导弹运输车中的电液控制技术则推动了我国国防实力的提升。
电液控制技术在机床加工、交通运输、汽车工业等部门也有非常广阔的应用。
他对我国国民经济的推动作用不可估量。
就所学机械电子工程专业来讲，电液控制技术与其密不可分。
电液控制技术的调控精密度对于机械控制有着重要的意义。
在电子计算机大行其道的今天，将电控、液压与机械紧密结合在一起，才是机械电子工程的发展新方向。
1.电液控制概述1.1 电液控制技术概述电液控制技术发展历程。
液压技术早在公元前 240 年的古埃及就已经出现。
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比功率
5.83
8.05
7.2
0.562
国内外著名厂家全液压推土机牵引比和比功率统计
牵引功率和生产率随 牵引力变化的函数关系
利用牵引特性 评价参数匹配的合理性
泵的变量范围最好控制在 =0.3～1范围内以使泵的总效率高于75%，马达应该控制在 =0.4~1范围内工作；泵排量比
变量马达的效率曲线 泵的变量范围最好控制在0.3~1范围内，以使泵的总效率高 于 75% ；马达应该控制在 0.4~1 范围内；泵排量比 0.25~0.5 的范围(总效率为0.6~0.75)仅用于车辆要求的特殊的低速工 作，而在0.25以下的区域仅作为起步、加速的过渡过程而 不用于正常作业。
2 全液压推土机的研究方法
理论分析
辅助设计软件 理论计算 泵、马达效率程序 牵引性能 压力波动 泵-马达系统的动静态特性
牵引试验
台架试验
控制算法的有效性
死区的控制 速度刚度 泵马达系统的效率
计算机仿真
全液压推土机野外试验
液压系统台架实验
3 全液压推土机行驶液压系统参数匹配
3.1液压系统的组成
电子控制的双泵双马达液压驱动系统
泵具 单有 马液 达压 液差 压速 驱转 动向 系的 统单
串并联切换回路
(在高低两个速度范围内均能获得高的驱动效率)
3.2 关键技术参数
牵引比和比功率
效率
滑转率
参数 牵引比 最小值 1.13 最大值 1.75 平均值 1.48 离差系数 0.197
扭矩下限M=69.4Nm，发动机转速n=2042.4rpm 0 1000 1200 1400 1600 1800
2000
2200
发动机转速（rpm）
2400
900 800 700 600 500 400 300 200 100
发动机扭矩（Nm）
扭矩上限M=787.1Nm，发动机转速n=1570.4rpm
结 束
基于PID调节的纠偏方法
开始 取得左右马达当前转速 计算左右马达转速差 Dnm=nleft-nright
|Dnm|<允许误差e? N PID调节器 计算出当前泵控电流的调节量Di
N
Dnm>0? Y Y
右泵控制电流减少|Di|
左泵控制电流减少|Di|
返 回
PID调节器输出的 调节量作用到快速 一侧，在快速侧的 当前排量上减去这 一调节量（绝对 值）。 因为PID调节器输 出的控制量是根据 当前的马达转速差 实时计算出的，不 能人工干预，如果 调节量的数值超过 泵满排量的限制， 则直接影响算法的 效果甚至收敛性。
iDelta=0? N iDelta>0? Y iOutVal=iOutVal + MIN(iDelta,iStep) Y
控制器每一扫描 周期，根据指令 与实际输出的差 值，增加（或减 少）一定的步长， 经多个周期后， 输出可跟随至指 令值。调整步长， 或根据不同情况 给定不同的步长， 则可实现不同的 斜坡时间 。
国内传统的机械式和液力机械式推土机 已形成一定生产研制水平，且有了长足 的发展，但在静液压推土机研究上，国 内研究起步较晚，与世界先进水平相比 还有较大差距。国内有鞍山第一工程机 械股份有限公司技术中心、宣化工程机 械厂、黄河工程机械集团技术中心、天 津鼎盛工程机械有限公司和山推工程机 械有限公司都曾进行过相关技术研究， 但由于种种原因，未能取得突破性进展。
三一重工经过几年的探索与实践，终于 有了实质性的突破，无论液压还是电控， 逐渐形成了自己特有的核心技术，先后 研 制 开 发 出 TQ160 、 TQ230 、 TSQ160 、 TQ230H 、 DH86 全液压推土机，填补了国 产推土机在这一领域的空白，代表了国 内全液压推土机的发展水平。它也是国 内现阶段唯一进行批量生产和销售全液 压推土机的厂家。
1050 1000 950 900 850 800 750 700 1.1 1.3 康明斯NT855(1900) 迪尔6081(2200) 1.5 1.7 1.9 道依次BF6M1013ECP(2300) 潍柴WD61568GA-1(1800) 2.1 2.3 发动机转速 （×1000r/min）
扭矩/
载荷冲击
速度刚度
dM K dn
载荷上升梯度对液压系统的影响
6 牵引效率
牵引效率是全液压推土机的评价指标之一。 根据机械式和液力机械式传动的推土机的国家 标准：牵引效率大于 71%为优；牵引效率 67%为 合格产品。对于全液压推土机牵引效率尚未有 相应的国家标准，由于液压系统的特性，全液 压推土机牵引效率稍低，但在作业效率方面， 全液压推土机以其灵活机动性，将会超越机械 式和液力机械式传动的推土机。
DA控制
EP控制
DI2/10 显示器 CAN总线
主控制器RC6-9
从控制器RC6-9
速 度 斜 坡 控 制
N iOutVal=iOutValMIN((-iDelta) ,iStep)
开始 记录输入指令iInVal 取得当前输出iOutVal 取得给定的斜坡步长 iStep 计算输入与输出的差值 iDelta=iInVal-iOutVal
3.3 全液压推土机发动机动力储备性能 发动机作为工程机械的动力，综合评价 其整机性能及与工程机械匹配的合理性 时，要考虑多方面因素 ：
基本参数 动力性能指标 经济性能指标 排放性能指标 ………………
扭矩适应性系数与转速适应性系数
扭矩适应性系数
M e max Km M eb
7 液压系统可靠性
在工作中，全液压推土机的行驶驱动系统全 部承受工作装置的变化剧烈、波动大的非平稳随 机负荷。研究在工作过程中液压系统的压力变化 情况，进一步研究液压系统对液压元件的冲击， 用于液压元件的寿命分析，对液压系统寿命影响 做出评价，提出压力波动应控制的范围。在全液 压推土机液压系统的设计和机器的可靠性设计方 面具有一定的参考意义。
基于“小量逼近”原理的纠偏方 法
开始 取得左右马达当前转速 计算左右马达转速差Dnm 设定泵控电流的调节小量Di 左右泵排量同时降低一个预留量D
|Dnm|<允许误差e?
N N
左侧快？
Y
左泵控制电流增加Di 右泵控制电流减少Di
左泵控制电流减少Di 右泵控制电流增加Di
Y
控制器每一扫描周期，快速侧的泵排 量减少一个小量，同时慢速侧的泵排 量增加一个相同的小量，借助于控制 器的高速处理能力，短时间就可以达 到两侧速度的平衡，而且因为每次纠 偏量很小，所以不会产生过调与振荡。 如果调节量过大，调节过程中会出现 左右振荡的现象；如果调节量过小， 则受限于控制器有限的运行速度，会 因调节时间过长而发散。经过实验， 如果控制器的循环周期为10ms，将调 节“小量”折算为排量，可取为满排 量的0.05%～0.1%左右。
1.2 全液压推土机技术特点
行走系统采用变量泵和马达组成的静压回路。 结构简单，维修与保养方便。 具有发动机极限负荷调节功能，负荷大小自动调节挡位，自动升 速和降速。 操作简单，降低了操作人员的劳动强度，提高了作业效率。 自动化程度高，可实现智能化控制，可以高速倒车和原地转向。 全液压推土机智能化研究包括：
动力储备面积
转速/
全液压推土机行驶液压系统匹配
测试仪器记录界面
900 800 700 600 500 400 300 200 100
发动机扭矩（Nm）
发动机外特性拟合曲线
扭矩上限M=298.8Nm，发动机转速n=1986.7rpm
平均阻力矩M=144.8Nm，发动机转速n=2022.4rpm
转速适应性系数 nb Kn nm
扭矩 ( 2
1 3
0
扭矩适应系数和转速 适应系数作为发动机 动力储备性能的两个 评价指标，存在着一 定的不全面性。发动 机动力储备性能的好 坏还取决于发动机外 特性曲线上最大扭矩 点与额定扭矩点之间 那段非调速曲线的形 状。
转速(
1200 1150 1100
发动机扭矩（Nm）
故障诊断技术 关键技术参数动态显示 动力电子控制／管理系统 GPS定位与CAN通信 负荷自适应
全电液控制方案
操作更方便提高作业效率
左右马达相向旋转实现原 地转向、提高转向灵活性
3.3 系统匹配与评价体系
技术性能 牵引效率 额定滑转率 液压系统匹配 生产率 整机寿命 工作可靠性 操作性能 经济性 环境舒适性
返回
功 率 自 适 应 控 制
N
开始 取得发动机当前实际 转速iActualSpeed 根据油门位置计算发动机 指令转速 iTargetSpeed 计算指令转速和实际转速 的差值iDiffSpeed
iActualSpeed >= 起调转速？ Y iDiffSpeed< DiffGrade_1? Y N iDiffSpeed< DiffGrade_2? N iDiffSpeed< DiffGrade_3? N iDiffSpeed< DiffGrade_4? Y Y
变量泵的效率曲线
b
总效率
40MPa 30MPa 20MPa 10MPa a
c
速度(km/h)
变量泵—马达系统的理论效率曲线 （未考虑管路损失）
排量比
变量泵—马达系统的试验效率曲线 （未考虑管路损失）
滑转率
滑转率是履带式牵引车辆的重要参数之一， 它标示了车辆在作业过程中相对于地面的滑 转程度，滑转率的存在一定程度上可以改善 车辆的牵引性能。通过分析牵引效率和生产 率在滑转曲线上的配置，以及样机的实际试 验研究，确定全液压推土机的额定滑转率应 为12~15%。
Y Y