液压伺服系统课件
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《液压伺服与比例控制系统》
多媒体授课系统
燕山大学 《液压伺服与比例控制系统》课程组
第1章 绪论
本章摘要 •液压伺服与比例控制系统的工作原理 及组成 •液压伺服与比例控制的分类 •介绍液压伺服与比例控制系统的优缺 点 •液压伺服与比例控制系统的发展与应 用
一、采用电压比较的液压工作台位置控制系统
1.3 液压伺服与比例控制系统的优缺点
（一）、液压伺服控制的优点 (1)液压元件的功率—重量比与力矩-惯量比大 可以组成结构 紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统。 (2)液压动力元件快速性好，系统响应快。 (3)液压伺服系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的 影响小，定位准确，控制精度高。 （二）、液压伺服控制的缺点 (1) 液压元件，特别是精密的液压控制元件(如电液伺服阀)抗 污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。 (2) 油温变化时对系统的性能有很大的影响。 (3) 当液压元件的密封设计、制造相使用维护不当时．容易引 起外漏，造成环境污染。 (4) 液压元件制造精度要求高，成本高。 (5) 液压能源的获得与远距离传输都不如电气系统方便。
目前，液压伺服系统特别是电液伺服系统已成为武 器自动化与工业自动化的一个重要方面。在国防工业 与一般工业领域都得到了广泛应用。
统的输入端，是机械的、电气的、气动的等。如靠模、指令电 位器或计算机等。 反馈测量元件： 测量系统的输出并转换为反馈信号。这类元 件也是多种形式的。各种传感器常作为反馈测量元件。 比较元件： 将反馈信号与输入信号进行比较，给出偏差信号。 放大转换元件： 将偏差信号故大、转换成液压信号(流量或压 力)。如伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀、电液比例阀 等。 执行元件： 产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。 如液压缸与液压马达等。 控制对象： 被控制的机器设备或物体，即负载。 其它：各种校正装置，以及不包含在控制回路内的液压能源装 置。
A
Dat e:
9 -Oct-2 0 02
File:
D:\陈奎生\电路\伺服电路板.d db
2
3
Sheet o f Drawn By:
4
控制框图
放大元件
控制系统组成：
•被控对象
•指令元件
•比较元件
•指令传感器 •反馈传感器
I
Ka
•动力元件（阀、缸）
工作台
- Xi
指令
指令 Ui
电位器
电压
比较 E
电放大 Ka
1.4 液压伺服与比例控制系统的发展与应用
液压伺服控制是一 门新兴的科学技术。它不但是液 压技术的一个重要分支．而且也是控制领域中的一个 重要组成部分。
在第一次与第二次世界大战期间及以后，由于军事 工业的刺激，液压伺服控制因响应快、精度高、功 率—重量比大等特点而受到特别的重视，特别是近几 十年，随着整个工业技术的发展，促使液压伺服与比 例控制得到迅速发展，使这门技术元论在元件与系统 分面，还是在评论与应用方面都日趋完善与成熟，形 成一门新兴的科学技术。
Fra Baidu bibliotek
2 0K
C
1 00 K W1 4
+15 V
-1 5 V
电压 Ui
比较
DU
- Ka
B
7
1
U?
反馈(U2 )
2
8
6 比较输出(DU)
3
给定(U1 )
5
AD6 20 AN (8)
地
Titl e
UP
B
反馈(U2 )
-Ka
比较输出(DU)
+
给定(U1 )
4
A 1
-1 5 V
Size
Nu mber
A4
Rev isio n
执行元件
放大元件
被控对象 传感器1
比较元件
传感器2 指令元件
1
2
3
1 00 K(调5 0k )
W1 4
D +15 V
4 D
7
给定(U1 ) R2 9 5 0K
-2 - OP74 1
比较输出(DU)
反馈(U2 )
-
比较输出(DU)
R3 0 5 0K
3+
6
Ka
+
反馈(-U2 )
R32
给定(U1 )
4
C
液压能源
液压动力元件
I
伺服阀 液压缸
UP
反馈
电位器
扰动
被控 XP
工作台
二、采用电压比较的电动工作台位置控制系统
执行元件 放大元件
被控对象 传感器1
比较元件
传感器2 指令元件
三、采用力比较的液压工作台位置控制系统
指令传感器K1
F1
F1=Xi*K1
F2=Xp*K2
F2
反馈传感器K2
比较元件
F1
F2
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。
1.2 液压伺服与比例控制的分类
一、按系统输入信号的变化规律分类 定值控制系统：当系统输入信号为定值时称为
定值控制系统。 程序控制系统：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：也称随动系统，其输入信号是时间
的未知函数，而输出量能够准确、快速地复现 输入量的变化规律。
指令传感器
反馈传 感器
力比较
Xi
F1
K1
-DF 1 K1+K2
xv
伺服阀
F2
K2
XP
四、采用直接位置比较的液压工作台位置控制系统
Xi=X芯 指令元件与阀芯相连
Xp=X套
受控对象与阀套相连
指令与阀连
对象与阀套连
位置比较 阀芯与阀套
Xi
X芯
1
Xv 伺服阀
-
阀芯阀套直接位置比较
X套
XP
1
五、液压伺服与比例控制系统的组成 液压伺服与比例控制系统由以下一些基本元件组成： 输入元件：也称指令元件，它给出输入信号(指令信号)加于系
《液压伺服与比例控制系统》
多媒体授课系统
燕山大学 《液压伺服与比例控制系统》课程组
第1章 绪论
本章摘要 •液压伺服与比例控制系统的工作原理 及组成 •液压伺服与比例控制的分类 •介绍液压伺服与比例控制系统的优缺 点 •液压伺服与比例控制系统的发展与应 用
一、采用电压比较的液压工作台位置控制系统
1.3 液压伺服与比例控制系统的优缺点
（一）、液压伺服控制的优点 (1)液压元件的功率—重量比与力矩-惯量比大 可以组成结构 紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统。 (2)液压动力元件快速性好，系统响应快。 (3)液压伺服系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的 影响小，定位准确，控制精度高。 （二）、液压伺服控制的缺点 (1) 液压元件，特别是精密的液压控制元件(如电液伺服阀)抗 污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。 (2) 油温变化时对系统的性能有很大的影响。 (3) 当液压元件的密封设计、制造相使用维护不当时．容易引 起外漏，造成环境污染。 (4) 液压元件制造精度要求高，成本高。 (5) 液压能源的获得与远距离传输都不如电气系统方便。
目前，液压伺服系统特别是电液伺服系统已成为武 器自动化与工业自动化的一个重要方面。在国防工业 与一般工业领域都得到了广泛应用。
统的输入端，是机械的、电气的、气动的等。如靠模、指令电 位器或计算机等。 反馈测量元件： 测量系统的输出并转换为反馈信号。这类元 件也是多种形式的。各种传感器常作为反馈测量元件。 比较元件： 将反馈信号与输入信号进行比较，给出偏差信号。 放大转换元件： 将偏差信号故大、转换成液压信号(流量或压 力)。如伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀、电液比例阀 等。 执行元件： 产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。 如液压缸与液压马达等。 控制对象： 被控制的机器设备或物体，即负载。 其它：各种校正装置，以及不包含在控制回路内的液压能源装 置。
A
Dat e:
9 -Oct-2 0 02
File:
D:\陈奎生\电路\伺服电路板.d db
2
3
Sheet o f Drawn By:
4
控制框图
放大元件
控制系统组成：
•被控对象
•指令元件
•比较元件
•指令传感器 •反馈传感器
I
Ka
•动力元件（阀、缸）
工作台
- Xi
指令
指令 Ui
电位器
电压
比较 E
电放大 Ka
1.4 液压伺服与比例控制系统的发展与应用
液压伺服控制是一 门新兴的科学技术。它不但是液 压技术的一个重要分支．而且也是控制领域中的一个 重要组成部分。
在第一次与第二次世界大战期间及以后，由于军事 工业的刺激，液压伺服控制因响应快、精度高、功 率—重量比大等特点而受到特别的重视，特别是近几 十年，随着整个工业技术的发展，促使液压伺服与比 例控制得到迅速发展，使这门技术元论在元件与系统 分面，还是在评论与应用方面都日趋完善与成熟，形 成一门新兴的科学技术。
Fra Baidu bibliotek
2 0K
C
1 00 K W1 4
+15 V
-1 5 V
电压 Ui
比较
DU
- Ka
B
7
1
U?
反馈(U2 )
2
8
6 比较输出(DU)
3
给定(U1 )
5
AD6 20 AN (8)
地
Titl e
UP
B
反馈(U2 )
-Ka
比较输出(DU)
+
给定(U1 )
4
A 1
-1 5 V
Size
Nu mber
A4
Rev isio n
执行元件
放大元件
被控对象 传感器1
比较元件
传感器2 指令元件
1
2
3
1 00 K(调5 0k )
W1 4
D +15 V
4 D
7
给定(U1 ) R2 9 5 0K
-2 - OP74 1
比较输出(DU)
反馈(U2 )
-
比较输出(DU)
R3 0 5 0K
3+
6
Ka
+
反馈(-U2 )
R32
给定(U1 )
4
C
液压能源
液压动力元件
I
伺服阀 液压缸
UP
反馈
电位器
扰动
被控 XP
工作台
二、采用电压比较的电动工作台位置控制系统
执行元件 放大元件
被控对象 传感器1
比较元件
传感器2 指令元件
三、采用力比较的液压工作台位置控制系统
指令传感器K1
F1
F1=Xi*K1
F2=Xp*K2
F2
反馈传感器K2
比较元件
F1
F2
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。
1.2 液压伺服与比例控制的分类
一、按系统输入信号的变化规律分类 定值控制系统：当系统输入信号为定值时称为
定值控制系统。 程序控制系统：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：也称随动系统，其输入信号是时间
的未知函数，而输出量能够准确、快速地复现 输入量的变化规律。
指令传感器
反馈传 感器
力比较
Xi
F1
K1
-DF 1 K1+K2
xv
伺服阀
F2
K2
XP
四、采用直接位置比较的液压工作台位置控制系统
Xi=X芯 指令元件与阀芯相连
Xp=X套
受控对象与阀套相连
指令与阀连
对象与阀套连
位置比较 阀芯与阀套
Xi
X芯
1
Xv 伺服阀
-
阀芯阀套直接位置比较
X套
XP
1
五、液压伺服与比例控制系统的组成 液压伺服与比例控制系统由以下一些基本元件组成： 输入元件：也称指令元件，它给出输入信号(指令信号)加于系