电液比例技术课件
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《电液比例技术》课件
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CONTENTS
• 电液比例技术概述 • 电液比例元件 • 电液比例系统 • 电液比例技术的发展趋势 • 电液比例技术的应用实例
REPORT
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ANALYSIS
SUMMAR Y
01
电液比例技术概述
应用领域
工业自动化
电液比例技术广泛应用于各种工业自动 化设备中，如注塑机、压机、液压机等
。
农业机械
在农业机械中，电液比例技术用于控 制拖拉机、收割机等的液压系统。
汽车工业
在汽车工业中，电液比例技术用于控 制发动机的燃油喷射、自动变速器等 。
军事领域
在军事领域中，电液比例技术用于控 制火炮、导弹等武器系统的液压系统 。
REPORT
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DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
电液比例元件
比例电磁铁
比例电磁铁是电液比例技术中的一种 重要元件，它能够将输入的电信号转 换为机械位移输出，从而实现电信号 对液压系统的控制。
比例电磁铁的输出位移与输入电流成 正比关系，因此其控制精度较高，响 应速度快，广泛应用于各种液压系统 中。
定义与特点
定义
电液比例技术是一种利用电信号控制 液压系统压力和流量的技术。
特点
具有快速响应、高精度控制、低能耗 等优点，广泛应用于工业自动化领域 。
工作原理
工作原理
通过比例电磁阀将电信号转换为液压信号，从而控制液压系统的压力和流量。
控制系统
通常采用闭环控制系统，通过传感器检测液压系统的状态，并将信号反馈给控 制器，控制器根据反馈信号调整比例电磁阀的输入电压或电流，以实现对液压 系统的精确控制。
《电液比例技术》 PPT课件
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• 电液比例技术概述 • 电液比例元件 • 电液比例系统 • 电液比例技术的发展趋势 • 电液比例技术的应用实例
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SUMMAR Y
01
电液比例技术概述
应用领域
工业自动化
电液比例技术广泛应用于各种工业自动 化设备中，如注塑机、压机、液压机等
。
农业机械
在农业机械中，电液比例技术用于控 制拖拉机、收割机等的液压系统。
汽车工业
在汽车工业中，电液比例技术用于控 制发动机的燃油喷射、自动变速器等 。
军事领域
在军事领域中，电液比例技术用于控 制火炮、导弹等武器系统的液压系统 。
REPORT
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ANALYSIS
SUMMAR Y
02
电液比例元件
比例电磁铁
比例电磁铁是电液比例技术中的一种 重要元件，它能够将输入的电信号转 换为机械位移输出，从而实现电信号 对液压系统的控制。
比例电磁铁的输出位移与输入电流成 正比关系，因此其控制精度较高，响 应速度快，广泛应用于各种液压系统 中。
定义与特点
定义
电液比例技术是一种利用电信号控制 液压系统压力和流量的技术。
特点
具有快速响应、高精度控制、低能耗 等优点，广泛应用于工业自动化领域 。
工作原理
工作原理
通过比例电磁阀将电信号转换为液压信号，从而控制液压系统的压力和流量。
控制系统
通常采用闭环控制系统，通过传感器检测液压系统的状态，并将信号反馈给控 制器，控制器根据反馈信号调整比例电磁阀的输入电压或电流，以实现对液压 系统的精确控制。
精品课件-流体传动与控制技术课件-电液控制技术(1)及应用
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 。
电液比例控制的技术特征
除了与传统工业液压阀一样，具有各种单一控制功能外，往 往具有流量、方向与压力三者之间的多种复合功能。这一特 点不仅表现在阀控元件，而且在容积控制元件中也越来越广 泛地得到体现。阀控或容积控制元件的多功能复合，使电液 比例控制系统较之传统控制系统，不但系统大为简化，提高 可靠性，也使控制性能得以提高。
液压-机械传动焊接自动线的原理图
液压-机械传动焊接自动线的运动循环图
车身装配焊接线
焊接线对平台上成组堆放的车身钣金件进行装配和焊接生产过 程包括若干站别和更多细分工序； 全部升降台需要同步到达作业位置即焊钳工作区域金属钣金备 件的传送在中间减速段进行接近速度不得大于0.15m/s否则钣 金件就会定位不准另一方面升/降运输阶段必须快速行进以达 到省时的目的； 这些工艺要求用液压比例控制均一一得到了实现采用比例控制 系统以后显著降低了最大速度以调速阀替代原先的加/减速凸 轮机构用流量控制阀解决速度调节用方向阀控制方向如果仍然 沿用传统的机械传动方式就避免不了硬性冲击低精度和不灵便 且系统变得更为复杂成本也更高。
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 。
电液比例控制的技术特征
除了与传统工业液压阀一样，具有各种单一控制功能外，往 往具有流量、方向与压力三者之间的多种复合功能。这一特 点不仅表现在阀控元件，而且在容积控制元件中也越来越广 泛地得到体现。阀控或容积控制元件的多功能复合，使电液 比例控制系统较之传统控制系统，不但系统大为简化，提高 可靠性，也使控制性能得以提高。
液压-机械传动焊接自动线的原理图
液压-机械传动焊接自动线的运动循环图
车身装配焊接线
焊接线对平台上成组堆放的车身钣金件进行装配和焊接生产过 程包括若干站别和更多细分工序； 全部升降台需要同步到达作业位置即焊钳工作区域金属钣金备 件的传送在中间减速段进行接近速度不得大于0.15m/s否则钣 金件就会定位不准另一方面升/降运输阶段必须快速行进以达 到省时的目的； 这些工艺要求用液压比例控制均一一得到了实现采用比例控制 系统以后显著降低了最大速度以调速阀替代原先的加/减速凸 轮机构用流量控制阀解决速度调节用方向阀控制方向如果仍然 沿用传统的机械传动方式就避免不了硬性冲击低精度和不灵便 且系统变得更为复杂成本也更高。
电液比例技术7
电 液 比 例 技 术
正负流量系统
• 负流量: 手柄行程越大,对应的二次先导压力也会越大,由二次先导压力控制 的主阀芯的开启度也会越大, 与之对应, 主阀芯的开启度越大,主油 路分向执行元件的油越多,执行元件的速度就会越快,通过中位流经 负压信号发生装置的油越少,负压信号的压力值就会越小;反之如果 手柄行程越小,对应的二次先导压力也会越小,由二次先导压力控制 的主阀芯的开启度也会越小, 与之对应, 主阀芯的开启度越小,主油 路分向执行元件的油越少,执行元件的速度就会越慢, 通过中位流经 负压信号发生装置的油就越多,负压信号的压力值就会越大.液压泵 根据负压信号的压力值的大小来对其排量进行控制.这就是负流量 控制.他的信号采集点是主油路中主控制阀的出口处.
电 液 比 例 技 术
压力控制变量泵
电 液 比 例 技 术 比例压力控制变量泵-压力直接反馈 比例压力控制变量泵 压力直接反馈
电 液 比 例 技 术 比例压力控制变量泵-压力电反馈 比例压力控制变量泵 压力电反馈
电 液 比 例 技 术 比例压力控制变量泵传函框图
电 液 比 例 技 术 比例流量控制变量泵
电 液 比 例 技 术 比例流量控制变量泵传函框图
电 液 比 例 技 术 独立思考， 独立思考，说明原理
电 液 比 例 技 术 独立思考， 独立思考，说明原理
电 液 比 例 技 术 独立思考， 独立思考，说明原理
电 液 比 例 技 术 独立思考， 独立思考，说明原理
电 液 比 例 技 术 独立思考， 独立思考，说明原理
比例排量控制反馈方式
电 液 比 例 技 术
我校研制的径向柱塞泵
电 液 比 例 技 术
手动比例排量径向柱塞泵
电 液 比 例 技 术
《电液比例容积控制》PPT课件
整理ppt
6
其压力—流量特性曲线如图4.3b所示，显然这种泵的拐点压力及 最大压力均由溢流阀的手调机构调节确定。
图4-3 流量敏感型变量泵
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7
（3）恒压变量泵 恒压变量泵是指当流量作适应调节时压力变动十分微小的变量
泵。 从前两节的分析中可知，要获得恒压的性质，必须要尽量采用
弱刚度的弹簧来作参比对象。正加先导式溢流阀一样，用压差来与 弹簧力平衡，其恒压性能就较直动式的好得多。恒压变量泵也是利 用这一原理来获得压力浮动很小的恒压ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能的。
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3
4.1.1 流量适应控制
由于节流调速系统既有节流损失，又存在溢流损失，用数学式可 表示为
Ppq1ppq
（4-1）
式中 ΔP——液压回路总损失。
图4-1 液压回路功率损失
流量适应控制是指泵供给系统的流量自动地与系统的需要相适应，
它是为完全消除溢流损失而设计的。这种流量供给系统由于消除了过剩
工作原理：当输出压力比减压阀 2 的调定压力小时，减压阀不起作
用。变量机构 3 液压力平衡，在复位弹簧作用下处在排量最大位置。当
泵的输出压力等于或超过调定压力时，减压阀阀芯向左移动，使供油压
力和变量机构下腔部分与油箱接通。因此下腔压力降低，变量机构失去
平衡。上腔液压力推动变量机构下移压缩复位弹簧，直至重新取得力平
图4.9a所示为一种恒功率控制器的结构原理图。控制器中有两根 套在一起的弹簧，低压时一根较软的弹簧起作用，这时泵的输出对应 于bc段，高压时两根弹簧同时接触变量活塞。这时弹簧刚度变大，其 特件曲线对应cd段。两段合起来就能近似实现恒功率控制。
整理ppt
18
图4.9 恒功率控制变量泵
电液系统课件比例控制技术第二部分
• 比例阀用电控制器包括电源、信号源及比例放 大器，一般与比例阀配套供应。放大器一般有 深度电流负反馈，并在信号电流中叠加着颤振 电流。放大器设计成断电时或差动变压器断线 时使阀芯处于原始位置或使系统压力最低，以 保证安全。放大器中有时设置斜坡信号发生器， 以便控制升压、降压时间或运动加速度减速度。 驱动比例方向阀的放大器往往还有函数发生器 以便补偿比较大的死区特性。
3、比例压力阀
常见的比例压力阀有比例溢流阀和比例减压 阀。比例溢流阀有直动式和先导式两种。比 例减压有二通式和三通式。
图39 直动式比例溢流阀 1－阀体 2－比例电磁铁 3－差动变压器 4－阀座 5－阀芯 6－调压弹簧 7－弹簧座
比信号来操作比例阀电磁铁 时，阀放大器的输出晶体管基本上像个可变电阻 那样工作。在任何时刻都要把电源电压降低到电 磁铁线圈所需的值。而且，可能有几安培的满幅 线圈电流当然要通过输出晶体管。大电流和大电 压降的结果意昧着晶体管中发热并需要较大的散 热器来散发此热量。 • 脉宽调制（PWM）是放大器中用来克服此问题的 一种技术。在此情况下，输出晶体管基本上用作 一个通/断开关并且以恒定（电源）电压向电磁铁 线圈供给一系列通/断脉中。这些脉冲有固定的频 率（一般1KHZ）而信号值取决于每个“通”脉冲 相对于“断”脉冲的持续时间（信号－空档比） 的变化；如图2.11中所示。
• 从图2.11可以看到，由于脉冲频率太高，阀不 能响应每个脉冲，阀和电磁铁的效果是使信号 平均。 • 这种技术的优点在于，在每个断脉冲期间，没 有任何电流通过输出晶体管，而在每个通脉冲 期间，该晶体管上实际上没有电压降因而产生 很小的热量。当然实际上的“通”脉冲期间在 晶体管上将有很小的电压降，而且切换通和断 也要花有限数量的时间，以致仍要产生少量热 量。不过所需冷却器的尺寸显著小于普通直流 输出信号所需的。
3、比例压力阀
常见的比例压力阀有比例溢流阀和比例减压 阀。比例溢流阀有直动式和先导式两种。比 例减压有二通式和三通式。
图39 直动式比例溢流阀 1－阀体 2－比例电磁铁 3－差动变压器 4－阀座 5－阀芯 6－调压弹簧 7－弹簧座
比信号来操作比例阀电磁铁 时，阀放大器的输出晶体管基本上像个可变电阻 那样工作。在任何时刻都要把电源电压降低到电 磁铁线圈所需的值。而且，可能有几安培的满幅 线圈电流当然要通过输出晶体管。大电流和大电 压降的结果意昧着晶体管中发热并需要较大的散 热器来散发此热量。 • 脉宽调制（PWM）是放大器中用来克服此问题的 一种技术。在此情况下，输出晶体管基本上用作 一个通/断开关并且以恒定（电源）电压向电磁铁 线圈供给一系列通/断脉中。这些脉冲有固定的频 率（一般1KHZ）而信号值取决于每个“通”脉冲 相对于“断”脉冲的持续时间（信号－空档比） 的变化；如图2.11中所示。
• 从图2.11可以看到，由于脉冲频率太高，阀不 能响应每个脉冲，阀和电磁铁的效果是使信号 平均。 • 这种技术的优点在于，在每个断脉冲期间，没 有任何电流通过输出晶体管，而在每个通脉冲 期间，该晶体管上实际上没有电压降因而产生 很小的热量。当然实际上的“通”脉冲期间在 晶体管上将有很小的电压降，而且切换通和断 也要花有限数量的时间，以致仍要产生少量热 量。不过所需冷却器的尺寸显著小于普通直流 输出信号所需的。
电液比例阀基本原理课件
电液比例阀基本原理课件
本课程介绍电液比例阀的定义、组成、工作原理、应用领域、检查和维护， 以及未来发展趋势。
电液比例阀的定义
概念与作用
电液比例阀是液压传动控制的重要元件，将电信号 和液压信号相互转换，实现精确流量调节。
液压传动的基本原理
液压传动利用液体介质传递能量，将机械能转化为 液压能。
电液比例阀的基本结构
电液比例阀的发展趋势
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
未来发展方向
电液比例阀将逐渐向智能化、高精度、高可靠、节 能环保、小型化、轻量化的方向发展。
新进展
新材料、新工艺、新技术的应用，使电液比例阀具 有了更高的性能和更广泛的应用前景。
主要组成部分
• 电磁比例阀 • 节流组件 • 扩散器 • 传感器组件
各部分的功能和作用
• 电磁比例阀：电信号转换为机械位移和液流控制 • 节流组件：控制液流量的大小和方向 • 扩散器：将高速液流分散，减少压力和噪声 • 传感器组件：监测液压系统状态和工作参数
电液比例阀的工作原理
1 工作过程
2 调节方式
电信号经过电磁比例阀转换为机械位移，改 变节流组件的结构，控制液流的大小和方向。
电液比例阀可以通过手动或自动调节来控制 流量和压力，实现精确的液压控制。
电液比例阀的应用领域
应用领域
电液比例阀广泛应用于工业自动化、机床、冶金、重型机械、建筑机械、船舶、航空、国防 和科研等领域。
应用案例
电液比例阀可以应用于自动控制、压力控制、流量控制、液压缸控制、转向器控制、振动力 控制等复杂系统中。
电液比例阀的检查和维护
1
日常检查方法
定期检查液压系统的压力、流量、温度、过滤器等参数，保持电液比例阀的正常 工作状态。
本课程介绍电液比例阀的定义、组成、工作原理、应用领域、检查和维护， 以及未来发展趋势。
电液比例阀的定义
概念与作用
电液比例阀是液压传动控制的重要元件，将电信号 和液压信号相互转换，实现精确流量调节。
液压传动的基本原理
液压传动利用液体介质传递能量，将机械能转化为 液压能。
电液比例阀的基本结构
电液比例阀的发展趋势
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
未来发展方向
电液比例阀将逐渐向智能化、高精度、高可靠、节 能环保、小型化、轻量化的方向发展。
新进展
新材料、新工艺、新技术的应用，使电液比例阀具 有了更高的性能和更广泛的应用前景。
主要组成部分
• 电磁比例阀 • 节流组件 • 扩散器 • 传感器组件
各部分的功能和作用
• 电磁比例阀：电信号转换为机械位移和液流控制 • 节流组件：控制液流量的大小和方向 • 扩散器：将高速液流分散，减少压力和噪声 • 传感器组件：监测液压系统状态和工作参数
电液比例阀的工作原理
1 工作过程
2 调节方式
电信号经过电磁比例阀转换为机械位移，改 变节流组件的结构，控制液流的大小和方向。
电液比例阀可以通过手动或自动调节来控制 流量和压力，实现精确的液压控制。
电液比例阀的应用领域
应用领域
电液比例阀广泛应用于工业自动化、机床、冶金、重型机械、建筑机械、船舶、航空、国防 和科研等领域。
应用案例
电液比例阀可以应用于自动控制、压力控制、流量控制、液压缸控制、转向器控制、振动力 控制等复杂系统中。
电液比例阀的检查和维护
1
日常检查方法
定期检查液压系统的压力、流量、温度、过滤器等参数，保持电液比例阀的正常 工作状态。
《电液比例容积控制》课件
能和稳定性。
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
02
03
04
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
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
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电液比例容积控制系统的设计与优化
设计原则
01
02
03
04
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
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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
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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
液压伺服和电液比例控制技术 ppt课件
液压伺服和电液比例控制技术
• 当阀进油口p处作用在锥阀上的液压力超过 弹簧力时，锥阀打开，油液通过阀口由出 油口Ｔ排出，这个阀的阀口开度是不影响 电磁推力的，但当通过阀口的流量变化时， 由于阀座上的小孔d处压差的改变以及稳态 液动力的变化等，被控制的油液压力依然 会有一些改变。
液压伺服和电液比例控制技术
• 优点：伺服阀控制精度高， 响应速度快，特别是电液 伺服系统易实现计算机控 制。
• 在工业自动化设备、航空、 航天、冶金和军事装备中 得到广泛应用。
• 缺点：伺服阀加工工艺复 杂，对油液污染敏感，成 本高，维护保养困难。
液压伺服和电液比例控制技术
二、电液伺服系统的应用
• 电液伺服系统通过电气传动方式，将电气 信号输入系统，来操纵有关的液压控制元 件动作，控制液压执行元件使其跟随输入 信号动作。其电液两部分之间都采用电液 伺服阀作为转换元件。
液压伺服和电液比例控制技术
• 近年来在国内外得到重视，发展较快，电 液比例控制的核心元件式电液比例阀，简 称比例阀。本节主要介绍常用的电液比例 阀及其应用。
液压伺服和电液比例控制技术
一．电液比例控制器
• 电液比例控制阀由常用的人工调节或开关控制的 液压阀加上电－机械比例转换装置构成。常用的 电－机械比例转换装置是有一定性能要求的电磁 铁，它能把电信号按比例地转换成力或位移，对 液压阀进行控制。
• 图8-6所示为直动式压力阀，它可以直接使 用，也可以用来作为先导阀以组成先导式 的比例溢流阀，比例减压阀和比例顺序阀 等元件。
液压伺服和电液比例控制技术
• ⒉电液比例换向阀 • 电液比例换向阀一般由电液比例减压阀和
液动换向阀组合而成，前者作为先导级,以 其出口压力来控制液动换向阀的正反向开 口量的大小，从而控制液流的方向和流量 的大小。
《电液比例技术》PPT课件_OK
用来控制双向比例电磁铁。
15
６、恒压式和恒流式比例控制放大器：
根据比例电磁铁控制线圈上需要恒 定的信号不同而区分： • 恒压式 • 恒流式：能抑制负载阻抗热特性的影响， 且有较优的动态特性。因而比例控制放 大器多采用恒流式结构。
16
2-2 比例控制放大器主要电路的构 成、原理及功能
对不起
17
一、电源电路
• 脉宽调制（ＰＷＭ）：最常用 • 脉频调制（ＰＦＭ） • 脉幅调制（ＰＡＭ） • 脉码调制（ＰＣＭ） • 脉数调制（ＰＮＭ）等。
14
５、单向和双向比例控制放大器 根据所控比例电磁铁的类型分为：
１）、单向比例控制放大器： 就是通常所说的比例控制放大器。
用来控制普通单向比例电磁铁。 ２）、双向比例控制放大器：
39
３、ＰI 调节器：如图4-14所示，ＰI 调节 器综合了Ｐ调节器的快速性和Ｉ调节器 的精确性。其输出量为：
40
特性：
• 既能快速地抑制干扰量，又能进行精确 的调整，消除静差。
• 对于惯性较大的对象，ＰI调节器就不能 及时克服扰动的影响，以致造成较大的 动态偏差和较长的调节时间。
41
４、Ｄ调节器：只对有变化的输入量产生 反应。对固定不变的输入，不会有微分 作用输出，因此不能克服静差。通常只 能与其它类型调节器配合使用。 如图4-15所示的调节器是纯微分环 节和惯性环节的组合。其传递函数为
最常见的有斜坡信号发生器，阶跃 函数发生器，双路平衡电路，初始电流 设定等。
22
１、斜坡信号发生器 以一个设定值阶跃作为输入信号，
斜坡信号发生器产生一个缓慢上升或下 降的输出信号，输出信号的变化速度可 通过电位器调节，以实现被控系统压力 或运动速度等的无冲击过渡，满足系统 控制的缓冲要求。
15
６、恒压式和恒流式比例控制放大器：
根据比例电磁铁控制线圈上需要恒 定的信号不同而区分： • 恒压式 • 恒流式：能抑制负载阻抗热特性的影响， 且有较优的动态特性。因而比例控制放 大器多采用恒流式结构。
16
2-2 比例控制放大器主要电路的构 成、原理及功能
对不起
17
一、电源电路
• 脉宽调制（ＰＷＭ）：最常用 • 脉频调制（ＰＦＭ） • 脉幅调制（ＰＡＭ） • 脉码调制（ＰＣＭ） • 脉数调制（ＰＮＭ）等。
14
５、单向和双向比例控制放大器 根据所控比例电磁铁的类型分为：
１）、单向比例控制放大器： 就是通常所说的比例控制放大器。
用来控制普通单向比例电磁铁。 ２）、双向比例控制放大器：
39
３、ＰI 调节器：如图4-14所示，ＰI 调节 器综合了Ｐ调节器的快速性和Ｉ调节器 的精确性。其输出量为：
40
特性：
• 既能快速地抑制干扰量，又能进行精确 的调整，消除静差。
• 对于惯性较大的对象，ＰI调节器就不能 及时克服扰动的影响，以致造成较大的 动态偏差和较长的调节时间。
41
４、Ｄ调节器：只对有变化的输入量产生 反应。对固定不变的输入，不会有微分 作用输出，因此不能克服静差。通常只 能与其它类型调节器配合使用。 如图4-15所示的调节器是纯微分环 节和惯性环节的组合。其传递函数为
最常见的有斜坡信号发生器，阶跃 函数发生器，双路平衡电路，初始电流 设定等。
22
１、斜坡信号发生器 以一个设定值阶跃作为输入信号，
斜坡信号发生器产生一个缓慢上升或下 降的输出信号，输出信号的变化速度可 通过电位器调节，以实现被控系统压力 或运动速度等的无冲击过渡，满足系统 控制的缓冲要求。
第8章 液压伺服和电液比例控制技术PPT课件
由职能方框图可以看出，上述速度伺服控制系统是由输入元件、比较元件、 放大及转换元件、执行元件、反馈元件和控制对象组成的。
§ 8.1 液压伺服控制
液压伺服控制是液压伺服阀为核心的高精度控制系控制流量和压力进行控制的。根据输入信号的方式 不同分为：电液伺服阀和机液伺服阀。
性能与电液伺服控制相比，其控制的精度和响应速度较低，其成本低，抗 污染能力强，又比开关式控制好，近年来在国内外得到重视。电液比例控制的 核心元件是电液比例阀，简称比例阀。
一﹑电液比例控制阀
组成：人工调节/开关控制液压阀﹑电—机械比例转换装置
工作过程：电—机械比例转换装置把电信号按比例的转换成力或位移，对液压阀 进行控制，电液比例阀可以按输入的电气信号连续地﹑按比例地对油液的压力﹑ 流量和方向进行远距离控制，比例阀一般都有压力补偿性能，所以其压力和流量 不受负载变化的影响。
流管处于两接收孔的中间位置时，两
接收孔内油液的压力相等，液压缸不 动。当输入信号使射流管绕O轴向左 摆动一小角度时，进入孔b的油液压力 就比进入孔a的油液压力大，
液压缸向左移动。由于接收板和缸体连结在一起，接收板也向左移动，形成负反馈， 当射流管又处于两接受孔中间位置时，液压缸停止运动。
射流管阀的优点是结构简单、动作灵敏、工作可靠。它的缺点是射流管运动部件 惯性较大、工作性能较差；射流能量损耗大、效率较低；供油压力过高时易引起振动。 这种控制只适用于低压小功率场合。
第八章 伺服控制系统和电液比例控制技术
伺服系统 又称为随动系统或跟踪系统，是一种自动控制系统。在这 种系统中，执行元件能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律 动作。液压与气压伺服系统是由液压元件或气压元件组成的伺服系统。
在液压进口节流阀式节流调速回路中， 调定节流阀的开口量后，液压缸就以某 一调定速度运动。通过前述章节分析可 知，当负载、油温等参数发生变化时， 这种回路将无法保证原有的运动速度， 因而其速度精度较低且不能满足精确地 连续无级调速要求。
§ 8.1 液压伺服控制
液压伺服控制是液压伺服阀为核心的高精度控制系控制流量和压力进行控制的。根据输入信号的方式 不同分为：电液伺服阀和机液伺服阀。
性能与电液伺服控制相比，其控制的精度和响应速度较低，其成本低，抗 污染能力强，又比开关式控制好，近年来在国内外得到重视。电液比例控制的 核心元件是电液比例阀，简称比例阀。
一﹑电液比例控制阀
组成：人工调节/开关控制液压阀﹑电—机械比例转换装置
工作过程：电—机械比例转换装置把电信号按比例的转换成力或位移，对液压阀 进行控制，电液比例阀可以按输入的电气信号连续地﹑按比例地对油液的压力﹑ 流量和方向进行远距离控制，比例阀一般都有压力补偿性能，所以其压力和流量 不受负载变化的影响。
流管处于两接收孔的中间位置时，两
接收孔内油液的压力相等，液压缸不 动。当输入信号使射流管绕O轴向左 摆动一小角度时，进入孔b的油液压力 就比进入孔a的油液压力大，
液压缸向左移动。由于接收板和缸体连结在一起，接收板也向左移动，形成负反馈， 当射流管又处于两接受孔中间位置时，液压缸停止运动。
射流管阀的优点是结构简单、动作灵敏、工作可靠。它的缺点是射流管运动部件 惯性较大、工作性能较差；射流能量损耗大、效率较低；供油压力过高时易引起振动。 这种控制只适用于低压小功率场合。
第八章 伺服控制系统和电液比例控制技术
伺服系统 又称为随动系统或跟踪系统，是一种自动控制系统。在这 种系统中，执行元件能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律 动作。液压与气压伺服系统是由液压元件或气压元件组成的伺服系统。
在液压进口节流阀式节流调速回路中， 调定节流阀的开口量后，液压缸就以某 一调定速度运动。通过前述章节分析可 知，当负载、油温等参数发生变化时， 这种回路将无法保证原有的运动速度， 因而其速度精度较低且不能满足精确地 连续无级调速要求。
电液比例技术4市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件
插装阀 此阀在高压大流量旳液压系
统中应用很广。因为插装元件已原则化， 将几种插装式元件组合一下便可构成复 合阀。和一般液压阀比较，具有如下优 点： • 通流能力大，尤其合用于大流量旳场合； • 阀芯动作敏捷； • 构造简朴，易于实现原则化。 2、带或不带阀芯位置反馈
38
一、直动式插装节流阀
图4-10表达 直动式插装百分比 节流阀。
2 、先导式插装节流阀旳进一步应用
该阀也能够用于双向流动场合即控制 A至B或B至A旳流量。在这种情况下，从A 油口和B油口各取出一种先导信号并经一 种梭阀连到先导级，如图4-12所示。
47
• 3、先导式插装节流阀流量旳拟定
•
与直动式插装节流阀一样，经过
阀旳流量将取决于阀开口及开口上旳压
差。
48
三、压力补偿
• 控制功能比常规阀强，在系统中不但可 稳定系统压力为一定值，而且可根据工 况要求无级调整变化系统压力；
• 百分比溢流阀不用附加二位二通电磁阀， 就具有了卸荷功能；
• 用百分比阀当安全阀旳情况比较少见。
6
2、喷嘴式溢流阀 1) 、工作原理 • 喷嘴式溢流阀利用一种百分比电磁铁作用
在推靠阀喷嘴旳心轴上，如图4-1所示。
例如：
如图4-8所示，其中该阀用来控制 变化上推行程压机压力旳减压阀。
30
31
3、平板式阀： 平板式阀也是用于小滞环和良好旳
线性度具有头等主要性旳场合并用于闭 环压力场合。机载电子装置还使该阀尤 其适合于由微处理器来控制，如图4-9所 示。
32
在本例子中，微处理器中产生旳输 入信号从数字信号转换成模拟信号然后 直接送至阀，即不需要中间放大器。
插装式。
2
百分比压力控制阀涉及溢流阀和减 压阀，但在这两种情况下阀旳电调部分 相同。使用电调阀作先导级，主级能够 是溢流阀或减压阀，而且有几乎任何规 格与主级流量匹配。所以只需要仔细考 察先导级。
统中应用很广。因为插装元件已原则化， 将几种插装式元件组合一下便可构成复 合阀。和一般液压阀比较，具有如下优 点： • 通流能力大，尤其合用于大流量旳场合； • 阀芯动作敏捷； • 构造简朴，易于实现原则化。 2、带或不带阀芯位置反馈
38
一、直动式插装节流阀
图4-10表达 直动式插装百分比 节流阀。
2 、先导式插装节流阀旳进一步应用
该阀也能够用于双向流动场合即控制 A至B或B至A旳流量。在这种情况下，从A 油口和B油口各取出一种先导信号并经一 种梭阀连到先导级，如图4-12所示。
47
• 3、先导式插装节流阀流量旳拟定
•
与直动式插装节流阀一样，经过
阀旳流量将取决于阀开口及开口上旳压
差。
48
三、压力补偿
• 控制功能比常规阀强，在系统中不但可 稳定系统压力为一定值，而且可根据工 况要求无级调整变化系统压力；
• 百分比溢流阀不用附加二位二通电磁阀， 就具有了卸荷功能；
• 用百分比阀当安全阀旳情况比较少见。
6
2、喷嘴式溢流阀 1) 、工作原理 • 喷嘴式溢流阀利用一种百分比电磁铁作用
在推靠阀喷嘴旳心轴上，如图4-1所示。
例如：
如图4-8所示，其中该阀用来控制 变化上推行程压机压力旳减压阀。
30
31
3、平板式阀： 平板式阀也是用于小滞环和良好旳
线性度具有头等主要性旳场合并用于闭 环压力场合。机载电子装置还使该阀尤 其适合于由微处理器来控制，如图4-9所 示。
32
在本例子中，微处理器中产生旳输 入信号从数字信号转换成模拟信号然后 直接送至阀，即不需要中间放大器。
插装式。
2
百分比压力控制阀涉及溢流阀和减 压阀，但在这两种情况下阀旳电调部分 相同。使用电调阀作先导级，主级能够 是溢流阀或减压阀，而且有几乎任何规 格与主级流量匹配。所以只需要仔细考 察先导级。
电液比例技术课件1
伺服控制的回路
电 液 比 例 技 术
几种连续调节的性能比较
电 液 比 例 技 术
比例技术发展历史
• • • • 比例电磁铁的产生 1967~70年代 电磁铁与液压相结合 80年代 各种设计原理的提出和实现 90年代 比例伺服概念的提出和数字概念的出 现 • 本世纪 数字技术的完善、与网络的结合、控 制轴的概念
• • • • 本质无区别：基于不同发展路线导致 比例——开环；伺服——闭环 比例——元件；伺服——系统 驱动器件不同
– 比例：比例电磁铁；伺服：力矩马达
• 性能指标差异
– 比例较低，伺服较高
• 相互交叉，相互促进
电 液 比 例 技 术
一种开关阀控制的回路
电 液 比 例 技 术
比例阀控制的回路
电 液 比 例 技 术
电 液 比 例 技 术
研究内容
电液控制系统的组成
电 液 比 例 技 术
研究内容
• • • • • • • 电—机械转换器 液桥的基本理论 各类级间反馈原理 各类比例元器件 比例控制系统 数字控制系统 最新电液控制技术
电 液 比 例 技 术
相关课程
• • • • • 流体力学 液压元件 控制理论 伺服控制技术 液压传动
电 液 比 例 技 术 第一章 绪论
•背景 •目的和意义 •参考资料
•吴根茂： 实用电液比例技术
•路甬祥：电液比例控制技术
•黎启柏：电液比例控ຫໍສະໝຸດ 与数字控制系统电 液 比 例 技 术
比例的含义
输入与输出之为线性关系
难点在于多个串联环节之间信号的转换传输的线性关系
电 液 比 例 技 术
电液比例控制技术的含义
• 在液压控制系统中，实现输入输出之间的线性 可控的关系 • 基于古典控制理论基础（线性控制系统） • 基于传统液压技术基础 • 与液压伺服的交叉
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一、比例技术概述
1、比例技术发展概况 2、比例技术的含义
根据一个输入电压值的大小，通过电子放大器，将输入电压信号（ 一般0~±9V之间）转换成相应的电流信号，如1mV=1mA。
这个电流信号作为输入量被送入电磁铁，从而产生Biblioteka 输入信号成比 例的输出量——力或位移。
系统大为简化，提高可靠性，也使控制性能得以提高。
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一、比例技术概述
3、电液比例控制的技术特征 （1）性能特点 （2）原理特点
近期发展的高性能比例阀，一般都内含主控制 参量的反馈闭环，这种反馈闭环，可以是主控制参 量的机械或液压的力反馈，也可以是主控制参量的 电反馈。
2 © NOKIA FILENAMs.PPT/ DATE / NN
主要内容
一、比例技术概述 二、比例电磁铁 三、比例方向阀 四、比例压力阀 五、比例流量阀 六、压力补偿器 七、比例阀用电控制器 八、比例系统的设计准则
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一、比例技术概述
比例技术的发展；除中位死区外，在滞环、重复精 度等主要稳态特性上已与伺服阀相当，而工作频宽又具 有足以满足大部分工业系统控制要求的相当水平；对介 质过滤精度要求，阀内压力损失和价格方面，又接近开 关阀。因此，赢得了比电液伺服比例控制远为广泛的应 用领域。
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一、比例技术概述
3、电液比例控制的技术特征
（1）性能特点
表1－1 伺服阀、比例阀、开关阀性能对照表
项目／类别 电液伺服阀 电液比例阀 早期电液阀 开关阀
介质过滤精度μ 3~10
25
25
25
阀内压降MPa
7/21
0.5~2 0.25~0.5
0.25~5
滞环％
1~3
1~3
4~7
重复精度％
频宽 Hz
-3db
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一、比例技术概述
3、电液比例控制的技术特征
（1）性能特点
（2）原理特点
（3）结构特点
早期的比例阀为电磁铁替代传统工业阀的调节手柄。现比例阀 与插装阀结合，开发各种不同功能和规格的二通插装式比例阀；
生产批量较大的比例压力阀、比例方向阀，常与开关阀通用主 阀阀体，有利于生产管理和标准化，也将为原有液压系统的改造带 来方便；力反馈比例元件可以配用多种控制输入方式；
电液比例技术填补了传统开关式液压传动技术与电液伺服技术之间的空缺。
电液比例技术已经和正在使各类通用机械和专用机械有可能成为全新概念的机械
在较短的时间里，电液比例技术已在液压传动及控制技术领域是赢得了一席之地 。在电液比例技术的发展过程中，使其受益非浅的与其说是按伺服技术的模式，还不 如说是依开关式液压传动的技术路线去开拓。全面了解和掌握电子放大器的结构和功 能，并不断地加以开发，对于电液比例技术的发展也作出了贡献。了解电液比例技术 提供的种种可能性，是今天成功设计现代液压传动工作机械的基础。因为电液比例技 术已渗透到许多生产机械，渗透到几乎所有液压传动和控制技术的应用领域中，因此 这种现代技术知识的重要性是显而易见的。
该力或位移又作为输入量加给液压阀，使液压阀产生一个与输入量 成正比例的流量或压力。
通过这样转换，一个输入电压信号的变化，不但能控制执行器和机 械设备上工作部件的运动方向，而且可对其作用力和运动速度进行无级 调节。
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信号流程图
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1、比例技术发展概况
第二次世界大战后期，由于喷气式飞机速度很高，因此对控制系统的快速性，动 态精度和功率——重量比提出了更高的要求。1940年底，在飞机上首先出现了电液伺服 系统，经过20余年的发展，到了60年代，各种结构的电液伺服阀的问世，电液伺服技术 日渐成熟。60年代后期，各类民用工程对电液控制技术的需求，显得更加迫切与广泛。 但由于传统的电液伺服阀对流体介质的清洁度要求十分苛刻，制造成本和维护费用高昂 ，系统能耗也比较大，难以为各工业用户所接受。而传统的电液开关控制（断通控制） 又不能满足高质量控制系统的要求。电液比例控制技术，就是要适应开发一种可靠，控 制精度和响应特性均能满足工程技术实际需要的电液控制技术的要求，从60年代末以来 以迅速发展起来。与此同时，还发展了工业伺服控制技术。
请您稍候
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电液比例技术
主要参考文献： 1、吴根茂 邱敏秀等编著《实用电液比例控制技术》 机械工业出版社 1999 2、路甬祥、胡大纮. 电液比例控制技术，北京：机械工业出版社，1988年11月 3、王正良. 微机电液控制技术，北京：清华大学出版社，1993年8月 4、近代液压控制技术 5、数字电液比例技术
线圈功率W
0.5 20~200 0.05~5
0.5 1~30 10~24
±1 1~5 10~30
中位死区
无
有
有
有
价格因子
3
1
1
0.5
除了与传统工业液压阀一样，具有各种单一控制功能外，往往具有流量、方向与压力三者 之间的多种复合功能。这一特点不仅表现在阀控元件，而且在容积控制元件中也越来越广泛地 得到体现。阀控或容积控制元件的多功能复合，使电液比例控制系统较之传统控制系统，不但
液压－－ 机械传动的 焊接自动图 （上）及其 运动循环图 （下右）
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液压 比例技术 元器件控 制与调节
一览表
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一、比例技术概述
3、电液比例控制的技术特征 （1）性能特点
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一、比例技术概述
1、比例技术发展概况
2、比例技术的含义
电液比例技术是一门综合性技术，既实现了液压动力传动，又具有电子控制的灵 活性。
带比例电磁铁的比例阀、比例泵为电子控制提供了合适的接口，从而生产机械的 工作循环更加灵活，甚至能方便实现可编程控制和传动。工作过程柔性很大的各类传 动控制系统统一在一起。
一、比例技术概述
1、比例技术发展概况 2、比例技术的含义
根据一个输入电压值的大小，通过电子放大器，将输入电压信号（ 一般0~±9V之间）转换成相应的电流信号，如1mV=1mA。
这个电流信号作为输入量被送入电磁铁，从而产生Biblioteka 输入信号成比 例的输出量——力或位移。
系统大为简化，提高可靠性，也使控制性能得以提高。
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一、比例技术概述
3、电液比例控制的技术特征 （1）性能特点 （2）原理特点
近期发展的高性能比例阀，一般都内含主控制 参量的反馈闭环，这种反馈闭环，可以是主控制参 量的机械或液压的力反馈，也可以是主控制参量的 电反馈。
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主要内容
一、比例技术概述 二、比例电磁铁 三、比例方向阀 四、比例压力阀 五、比例流量阀 六、压力补偿器 七、比例阀用电控制器 八、比例系统的设计准则
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一、比例技术概述
比例技术的发展；除中位死区外，在滞环、重复精 度等主要稳态特性上已与伺服阀相当，而工作频宽又具 有足以满足大部分工业系统控制要求的相当水平；对介 质过滤精度要求，阀内压力损失和价格方面，又接近开 关阀。因此，赢得了比电液伺服比例控制远为广泛的应 用领域。
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一、比例技术概述
3、电液比例控制的技术特征
（1）性能特点
表1－1 伺服阀、比例阀、开关阀性能对照表
项目／类别 电液伺服阀 电液比例阀 早期电液阀 开关阀
介质过滤精度μ 3~10
25
25
25
阀内压降MPa
7/21
0.5~2 0.25~0.5
0.25~5
滞环％
1~3
1~3
4~7
重复精度％
频宽 Hz
-3db
12 © NOKIA FILENAMs.PPT/ DATE / NN
一、比例技术概述
3、电液比例控制的技术特征
（1）性能特点
（2）原理特点
（3）结构特点
早期的比例阀为电磁铁替代传统工业阀的调节手柄。现比例阀 与插装阀结合，开发各种不同功能和规格的二通插装式比例阀；
生产批量较大的比例压力阀、比例方向阀，常与开关阀通用主 阀阀体，有利于生产管理和标准化，也将为原有液压系统的改造带 来方便；力反馈比例元件可以配用多种控制输入方式；
电液比例技术填补了传统开关式液压传动技术与电液伺服技术之间的空缺。
电液比例技术已经和正在使各类通用机械和专用机械有可能成为全新概念的机械
在较短的时间里，电液比例技术已在液压传动及控制技术领域是赢得了一席之地 。在电液比例技术的发展过程中，使其受益非浅的与其说是按伺服技术的模式，还不 如说是依开关式液压传动的技术路线去开拓。全面了解和掌握电子放大器的结构和功 能，并不断地加以开发，对于电液比例技术的发展也作出了贡献。了解电液比例技术 提供的种种可能性，是今天成功设计现代液压传动工作机械的基础。因为电液比例技 术已渗透到许多生产机械，渗透到几乎所有液压传动和控制技术的应用领域中，因此 这种现代技术知识的重要性是显而易见的。
该力或位移又作为输入量加给液压阀，使液压阀产生一个与输入量 成正比例的流量或压力。
通过这样转换，一个输入电压信号的变化，不但能控制执行器和机 械设备上工作部件的运动方向，而且可对其作用力和运动速度进行无级 调节。
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信号流程图
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1、比例技术发展概况
第二次世界大战后期，由于喷气式飞机速度很高，因此对控制系统的快速性，动 态精度和功率——重量比提出了更高的要求。1940年底，在飞机上首先出现了电液伺服 系统，经过20余年的发展，到了60年代，各种结构的电液伺服阀的问世，电液伺服技术 日渐成熟。60年代后期，各类民用工程对电液控制技术的需求，显得更加迫切与广泛。 但由于传统的电液伺服阀对流体介质的清洁度要求十分苛刻，制造成本和维护费用高昂 ，系统能耗也比较大，难以为各工业用户所接受。而传统的电液开关控制（断通控制） 又不能满足高质量控制系统的要求。电液比例控制技术，就是要适应开发一种可靠，控 制精度和响应特性均能满足工程技术实际需要的电液控制技术的要求，从60年代末以来 以迅速发展起来。与此同时，还发展了工业伺服控制技术。
请您稍候
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电液比例技术
主要参考文献： 1、吴根茂 邱敏秀等编著《实用电液比例控制技术》 机械工业出版社 1999 2、路甬祥、胡大纮. 电液比例控制技术，北京：机械工业出版社，1988年11月 3、王正良. 微机电液控制技术，北京：清华大学出版社，1993年8月 4、近代液压控制技术 5、数字电液比例技术
线圈功率W
0.5 20~200 0.05~5
0.5 1~30 10~24
±1 1~5 10~30
中位死区
无
有
有
有
价格因子
3
1
1
0.5
除了与传统工业液压阀一样，具有各种单一控制功能外，往往具有流量、方向与压力三者 之间的多种复合功能。这一特点不仅表现在阀控元件，而且在容积控制元件中也越来越广泛地 得到体现。阀控或容积控制元件的多功能复合，使电液比例控制系统较之传统控制系统，不但
液压－－ 机械传动的 焊接自动图 （上）及其 运动循环图 （下右）
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液压 比例技术 元器件控 制与调节
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一、比例技术概述
3、电液比例控制的技术特征 （1）性能特点
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一、比例技术概述
1、比例技术发展概况
2、比例技术的含义
电液比例技术是一门综合性技术，既实现了液压动力传动，又具有电子控制的灵 活性。
带比例电磁铁的比例阀、比例泵为电子控制提供了合适的接口，从而生产机械的 工作循环更加灵活，甚至能方便实现可编程控制和传动。工作过程柔性很大的各类传 动控制系统统一在一起。