第十章电液伺服与比例控制简介习题
伺服控制技术复习题答案
伺服控制技术复习题答案一、选择题1. 伺服控制系统的主要功能是什么？A. 精确控制B. 稳定输出C. 节能降耗D. 以上都是2. 伺服电机的控制方式通常分为哪两种？A. 开环控制和闭环控制B. 手动控制和自动控制C. 线性控制和非线性控制D. 模拟控制和数字控制3. 下列哪个不是伺服驱动器的主要组成部分？A. 功率放大器B. 编码器C. 传感器D. 电机4. 伺服控制系统的PID调节参数中，P代表什么？A. 比例B. 积分C. 微分D. 比例积分微分5. 伺服电机的转速与什么参数成正比？A. 电压B. 电流C. 频率D. 负载二、填空题6. 伺服控制系统的闭环控制也称为________控制。
7. 伺服电机的转矩与________成正比。
8. 伺服控制系统的动态性能指标包括响应速度、________和稳定性。
9. 伺服电机的编码器通常安装在________上。
10. 伺服控制系统的PID调节中，I参数的增加可以增强系统的________。
三、简答题11. 简述伺服控制系统的基本组成。
12. 伺服控制系统与普通电机控制系统相比有哪些优势？13. 伺服电机的工作原理是什么？14. 伺服控制系统在工业自动化中的应用有哪些？15. 描述PID调节在伺服控制系统中的作用。
四、计算题16. 假设一个伺服电机的额定转速为3000转/分钟，额定电压为220V，额定电流为2A。
如果电机的实际工作电压为200V，实际电流为1.5A，请计算其实际转速。
五、论述题17. 论述伺服控制系统在现代制造业中的重要性及其发展趋势。
六、案例分析题18. 某工厂的自动化生产线需要精确控制工件的加工位置，分析伺服控制系统在此场景下的应用，并提出可能的解决方案。
七、实验题19. 设计一个简单的伺服控制系统实验，以验证PID参数对系统性能的影响。
八、思考题20. 思考伺服控制系统在未来可能面临的挑战和机遇。
【结束语】通过上述题目的复习，我们可以对伺服控制技术有一个全面而深入的了解。
电液伺服阀和电液比例阀的概述
电液伺服阀和电液比例阀的概述摘要 介绍了电液伺服阀和电液比例阀的组成及功能特点，同时对两种阀进行了比较，得出两种阀的使用特点和使用场合。
关键词 电液伺服阀 电液比例阀 闭环控制 力矩马达 比例电磁铁 反馈装置1.前沿阀对流量的控制可以分为两种： 一种是开关控制：要么全开、要么全关，流量要么最大、要么最小，没有中间状态，如普通的电磁换向阀、电液换向阀。
另一种是连续控制：阀口可以根据需要打开任意一个开度，由此控制通过流量的大小，这类阀有手动控制的，如节流阀，也有电控的，如比例阀、伺服阀。
所以使用比例阀或伺服阀的目的就是：以电控方式实现对流量的节流、压力控制。
2.电液伺服阀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[能量（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。
电液伺服阀通常由电气-机械转换器、液压放大器（先导阀和功率级主阀）和检测机构组成。
电液伺服阀的基本组成有前置级液压放大器的伺服阀，无论是射流放大器还是喷嘴挡板放大器，其产生阀芯驱动力都要比比例电磁铁大得多(高一个数量级)。
就这个意义上讲，伺服阀阀芯卡滞的几率比比例阀小。
特别是射流管伺服阀的射流放大器因为没有压力负反馈，前置级流量增益与压力增益都较高，推动阀芯的力更大，所以伺服阀有更高的分辨率和较小的滞环。
简单地说，所谓伺服系统就是带有负反馈的控制系统，而伺服阀就是带有负反馈的控制阀。
伺服阀的主阀一般来说和换向阀一样是滑阀结构，只不过阀芯的换向不是靠电磁铁来推动，而是靠前置级阀输出的液压力来推动，这一点和电液换向阀比较相似，只不过电液换向阀的前置级阀是电磁换向阀，而伺服阀的前置级阀是动态特性比较好的喷嘴挡板阀或射流管阀。
伺服阀的主阀是靠前置级阀的输出压力来控制的，而前置级阀的压力则来自于伺服阀的入口p，假如p口的压力不足，前置级阀就不能输出足够的压力来推动主阀芯动作。
国家开放大学电大机电一体化系统设计基础题库及答案
（一）填空题★机电一体化系统常用的能源有电源、气压源和液压源。
★市场预测的方法主要有定期预测和定量预测。
★机电设计的质量管理主要体现在质量目标管理、实行可行性设计和进行手机质量评审★控制及信息处理单元一般由控制计算机、控制软件和硬件接口组成。
★在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守先小后大原则。
★机电系统中，机械传动要满足伺服控制在精度、稳定性和快速响应性等方面的要求。
★影响系统传动精度的误差可分为传动误差和回程误差两种★对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的固有频率。
提高固有频率和阻尼可以提高闭环系统的稳定性。
★液压系统的伺服控制元件主要有电液伺服阀和电液比例阀★典型开关量I/O模板的I/O电气接口的主要功能有滤波、电平变换、光电隔离和功率驱动。
★计算机的指令进行D/A转换后，需经过信号调理环节才能驱动执行机构。
★传感器由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。
★传感器的静态特性参数主要有灵敏度、线性度、迟滞和重复精度。
★传感器输入特性的主要参数是输入阻抗或静态刚度。
★执行机构，选择较大传动比可使系统的相对阻尼系数增大，有利系统稳定。
★机电产品设计类型可分为开发性设计、适应性设计、变参数设计三类。
★当负载折算到电机轴上的惯量等于转子质量时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。
★步进电机的最大动态转矩小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而降低。
（二）选择题★开放式体系结构中的VLSI是指（超大规模集成电路）★以下移动电话不属于机电一体化产品。
★数控机床需要进行抗干扰设计。
★幅频特性和相频特性（或频率响应函数）是传感器动态特性指标★丝杠螺母机构在闭环外，所以它回程误差和传动误差都影响输出精度★闭环控制，齿轮减速器在前向通道，它回程误差不影响输出精度，但传动误差影响★步进电机转动后，其输出转矩所工作频率增高而下降★采用脉宽调制进行直流电动机调速驱动是，通过改变脉冲宽度来改变电枢贿赂的平均电压而实现机的平滑调速。
国家开放大学本科机械专业《机器人技术及应用》期末复习题三
一、判断1、根据直接动力来源，机器人驱动系统可分为电气驱动系统、液压驱动系统和气压驱动系统。
正确2、气压驱动系统是利用各种电机产生的力或力矩，直接或经过减速机构去驱动机器人的关节。
错误3、液压驱动系统具有无环境污染、易于控制、运动精度高、成本低和驱动效率高等优点，应用最为广泛。
错误4、气压驱动系统用压缩空气作为气源驱动直线或旋转气缸，用人工或电磁阀进行控制。
正确5、和液压驱动系统相比，气压驱动系统的功率—质量比要高得多。
错误6、永磁式步进电机步距大，起动频率高，控制功率大。
正确7、直流伺服电机稳定性好，但只能在较窄的速度范围内运行。
错误8、直流伺服电机可控性好，它具有线性调节的特性，能使转速正比于控制电压的大小。
正确9、直流伺服电机具有较小的起动转矩和较大的转动惯量。
错误10、交流伺服电机分为两种，即同步型交流伺服电机和感应型交流伺服电机。
正确11、直线电机由于不需要中间传动机械，因而使整个机械得到简化，提高了精度，减少了振动和噪声。
正确12、直线电机散热面积小，不易冷却，所以不允许较高的电磁负荷。
错误13、对机器人关节驱动的电机，要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。
正确14、机器人末端执行器(手爪)，应采用体积、质量尽可能大的电机。
错误15、机器人液压驱动系统又叫液压伺服驱动系统，由液压源、驱动器、伺服阀、传感器和控制回路组成。
正确16、电液比例控制的控制性能与电液伺服控制相比，精度和响应速度较高。
错误17、气压驱动系统不污染环境，偶然地或少量地泄漏气体不至于对生产产生严重的影响。
正确18、气压驱动系统与液压驱动相比，动作和反应都快。
正确19、气压驱动系统的气控信号比电子和光学控制信号要快，可以用在信号传递速度要求很高的场合。
错误20、选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。
正确二、单项选择1、具有无环境污染、易于控制、运动精度高、成本低和驱动效率高等优点，应用最为广泛CA、液压驱动系统B、气压驱动系统C、电气驱动系统D、油压驱动系统2、在响应快、载荷大的伺服系统中往往采用，原因是其输出力与质量比最大。
液压伺服和比例控制系统历年试题
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五、已知阀控缸动力机构如图，假定：活塞处于中位，忽略缸体质量，液压缸内外泄漏和粘性摩擦影响。
写出该动力机构的基本方程。
（6分）
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液压伺服、比例控制
液压伺服系统工作原理1.1 液压伺服系统工作原理液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。
电液伺服系统通过使用电液伺服阀，将小功率的电信号转换为大功率的液压动力，从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。
液压伺服系统是使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化，与此同时，输出功率被大幅度地放大。
液压伺服系统的工作原理可由图1来说明。
图1所示为一个对管道流量进行连续控制的电液伺服系统。
在大口径流体管道1中，阀板2的转角θ变化会产生节流作用而起到调节流量qT的作用。
阀板转动由液压缸带动齿轮、齿条来实现。
这个系统的输入量是电位器5的给定值x i。
对应给定值x i，有一定的电压输给放大器7，放大器将电压信号转换为电流信号加到伺服阀的电磁线圈上，使阀芯相应地产生一定的开口量x v。
阀开口x v使液压油进入液压缸上腔，推动液压缸向下移动。
液压缸下腔的油液则经伺服阀流回油箱。
液压缸的向下移动，使齿轮、齿条带动阀板产生偏转。
同时，液压缸活塞杆也带动电位器6的触点下移x p。
当x p所对应的电压与x i 所对应的电压相等时，两电压之差为零。
这时，放大器的输出电流亦为零，伺服阀关闭，液压缸带动的阀板停在相应的qT位置。
图1 管道流量（或静压力）的电液伺服系统1—流体管道；2—阀板；3—齿轮、齿条；4—液压缸；5—给定电位器；6—流量传感电位器；7—放大器；8—电液伺服阀在控制系统中，将被控制对象的输出信号回输到系统的输入端，并与给定值进行比较而形成偏差信号以产生对被控对象的控制作用，这种控制形式称之为反馈控制。
反馈信号与给定信号符号相反，即总是形成差值，这种反馈称之为负反馈。
用负反馈产生的偏差信号进行调节，是反馈控制的基本特征。
而对图1所示的实例中，电位器6就是反馈装置，偏差信号就是给定信号电压与反馈信号电压在放大器输入端产生的△u。
电液比例与伺服控制技术智慧树知到答案章节测试2023年安徽机电职业技术学院
绪论单元测试1.电液比例控制工作原理包含开环比例控制和闭环比例控制两种。
（）A:错B:对答案:B2.闭环控制系统，在受到干扰时仍能消除偏差或能把偏差控制在允许范围之内。
（）A:对B:错答案:A3.液压伺服控制系统又称随动系统或跟踪系统，是一种（）系统。
A:自动控制B:半自动答案:A4.液压执行器通常是指（）。
A:液压缸或马达B:控制阀C:液压泵答案:A5.由电液伺服阀将电信号按比例转换为液压功率输出的电液控制技术称为（）技术。
A:电液伺服控制B:电液比例控制答案:A第一章测试1.比例电磁铁与普通电磁铁不同的是，比例电磁铁的电磁力大小取决于（）。
A:线圈匝数B:电流大小C:衔铁长度D:外壳尺寸答案:B2.耐高压直流比例电磁铁的优点是（）。
A:使用普通材料B:工艺性好C:简单可靠D:输出的力和位移较大答案:ABCD3.比例式电磁铁，其电磁吸力与负载反力（）。
A:相差很大B:相等C:不能确定D:方向相同答案:B4.比例电磁铁是否带有内置的位移传感器而区分为力控制型和行程控制型两种。
（）A:对B:错答案:A5.带有线性位置传感器的比例电磁铁被称为行程控制型比例电磁铁。
（）A:对B:错答案:A第二章测试1.溢流阀常态下阀口处于关闭状态，减压阀在常态下处于开启状态。
（）A:对B:错答案:A2.下列比例阀中，能够控制多个参数的是（）。
A:比例节流阀B:比例减压阀C:比例溢流阀D:比例方向阀答案:D3.比例阀溢流阀的不同压力等级要靠改变（）。
A:阀芯长度B:调压弹簧C:阀座的孔径D:调节螺钉答案:C4.比例调速阀对压差进行压力补偿的方式是采用（）。
A:方向阀B:电磁铁C:减压阀D:弹簧答案:C5.比例方向阀是一种比例复合阀，复合了方向与流量控制两种功能。
（）A:对B:错答案:A第三章测试1.当某个支路所需的工作压力低于溢流阀的设定值时，或要求支路有可调的稳定的低压力时，就要采用（）。
A:减压回路B:增压回路C:调压回路D:添加液压泵答案:A2.电液比例速度调节，有三种常用的方式是（）。
液压系统的比例伺服控制考核试卷
B.比例伺服阀的响应速度
C.液压泵的排量
D.外部负载的变化
（答题括号：__________）
3.比例伺服控制系统中，以下哪些方法可以用来提高系统的稳定性和减小超调？
A.增加比例增益
B.减小积分增益
C.增大微分增益
D.优化控制算法
（答题括号：__________）
4.在设计液压比例伺服控制系统时，以下哪些因素需要考虑？
A.压力传感器
B.流量传感器
C.位移传感器
D.温度传感器
（答题括号：__________）
7.以下哪些措施可以减少比例伺服控制系统的能耗？
A.减小系统的压力损失
B.提高液压泵的效率
C.减少不必要的液压油循环
D.使用高效率的液压元件
（答题括号：__________）
8.在比例伺服控制系统中，以下哪些因素可能导致系统响应滞后？
A.压力传感器
B.流量传感器
C.位移传感器
D.温度传感器
（答题括号：__________）
12.比例伺服控制系统中，以下哪个因素可能导致系统出现振荡？
A.控制信号过快变化
B.液压泵输出流量过大
C.液压缸运动阻力过大
D.所有以上选项
（答题括号：__________）
13.以下哪种情况下，比例伺服控制系统需要增加稳压装置？
10.为了减小比例伺服控制系统的稳态误差，可以适当增加_______的值。（答题括号：__________）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.比例伺服控制阀的开度与输入信号成线性关系。（答题括号：__________）
2.液压泵的排量越大，系统的响应速度越快。（答题括号：__________）
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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电液系统及控制考试题及答案培训资料
电液系统及控制考试题及答案电液系统及控制考试题一、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。
第十章电液伺服与比例控制简介习题
一、选择题1. 电液位置伺服系统中采用滞后校正可以_____；采用速度校正可以________;采用加速度校正可以________A 、提高频宽B 、提高稳定性C 、提高阻尼比二、简答题1. 什么是机液伺服系统？机液伺服系统有什么优缺点?2. 为什么机液伺服系统多用在精度和响应速度要求不高的场合？3. 为什么常把机液位置伺服系统称作力放大器或助力器?4. 为什么在机液位置伺服系统中，阀流量增益的确定很重要?5. 低阻尼对液压伺服系统的动态特性有什么影响?如何提高系统的阻尼，这些方法各有什么优、缺点?6. 考虑结构刚度的影响时，如何从物理意义上理解综合刚度?7. 考虑连接刚度时，反馈连结点对系统的稳定性有什么影响?8. 反馈刚度和反馈机构中的间隙对系统稳定性有什么影响?9. 为什么机液位置伺服系统的稳定性、响应速度和控制精度由液压动力元件的特性所决定？10. 电液伺服阀由哪几部分组成?各部分的作用是什么？11. 力矩马达为何要有极化磁场?12. 永磁动铁式力矩马达的电磁力矩是如何产生的？为什么会出现负磁弹簧刚度？13. 为什么把t K 、m K 称为中位电磁力矩系数和中位磁弹簧刚度？14. 为什么动圈式力马达没有磁弹簧刚度?这种力马达有什么特点？15. 为什么喷嘴挡板式力反馈两级伺服阀在稳态时，挡板在中位附近工作？有什么好处？16. 如何提高力反馈伺服阀的频宽，提高频宽受什么限制？17. 为了减小力矩马达线圈电感的影响，应采取什么措施?18. 在什么情况下电液伺服阀可看成振荡环节、惯性环节、比例环节？19. 为什么力反馈伺服阀流量控制的精确性需要靠功率滑阀的精度来保证?20. 压力伺服阀与压力—流量伺服阀有什么区别?21. 压力—流量伺服阀与动压反馈伺服阀有什么区别?22. 考虑伺服阀的动态时，如何用频率法分析系统的动态特性？23. 有哪些因素影响系统的稳态误差?24. 在电液伺服系统中为什么要增大电气部分的增益，减小液压部分的增益?25. 开环增益、穿越频率、系统频宽之间有什么关系？26. 未加校正的液压伺服系统有什么特点?27. 为什么电液伺服系统一般都要加校正装置，在电液位置伺服系统中加滞后校正、速度与加速度校正、压力反馈和动压反馈校正的主要目的是什么？28. 电液速度控制系统为什么一定要加校正，加滞后校正和加积分校正有什么不同?29. 在力控制系统中负载刚度对系统特性有何影响?影响了哪些参数?30. 力控制系统和位置控制系统对伺服阀的要求有什么不同？为什么?31. 在确定执行元件主要规格尺寸时，对位置和速度控制系统为什么要限定s L P P 32？在力控制系统是否也受此限制，为什么?32. 如何确定伺服阀的规格?33. 选择反馈传感器时应注意哪些问题?34. 在设计系统时，可采用哪些方法确定系统的开环增益?35. 伺服系统对液压能源有哪些要求?如何选择液压伺服系统的液压能源？36. 简述300四辊轧机弯辊压力伺服控制系统的组成。
电液比例与伺服控制期末考试大题
1、已知Ps=5MPa，负载力F=1000N，移动速度为v=0.1m/s，活塞直径D=70mm，活塞杆直径d=50mm，流量系数Cd=0.7，采用零开口滑阀，矩形全周开口，阀芯台肩直径dv=2mm，阀芯最大位移Xvm=1mm，油液密度为883kg/m3，试确定此阀控对称缸系统能否正常工作？2、控制双出杆油缸的零开口四通滑阀，全周开口，阀芯直径d=12mm，供油压力Ps=4Mpa，动力粘度µ=1.4×102-Pa.s,径向间隙r=5×106-m，流量系数Cd=0.62，油液密度ρ=900kg/m3。
（1）计算阀的三个零位阀系数（其中压力增益K0p和压力流量系数K0c按经验公式计算）；（2）如果负载压力P L=2.6MPa，负载流量Q L=16L/min，计算三个阀系数。
3、阀控液压缸系统，液压缸面积Ap=150×104-m2，活塞行程L=0.8m，阀至液压缸的连接管道长度l=2m，管道截面积a=1.77×104-m2，负载质量mt=2000kg，阀的流量—压力系数K c=5.2×1012-m3/s.Pa。
试求液压固有频率ωh和液压阻尼比ζh。
计算时取βe=700MPa，ρ=870kg/m3。
4、有一阀控液压马达系统，已知：液压马达的排量Dm=6×106-m3/rad，马达容积效率为95%，额定流量为qn =6.66×104-m3/s，额定压力为pn=140×105Pa，高低压腔总容积Vt=3×104-m3。
拖动纯惯性负载，负载转动惯量Jt=0.2Kg.m2，阀的流量增益Kq=4m2/s，流量―压力系数Kc=1.5×1016-m3/s.Pa，液压等效容积弹性模量βe=7×108Pa。
试求出以阀芯位移为输入，液压马达转角为输出的传递函数。
5、有一四边阀控制的双作用缸，直接拖动负载做简谐运动。
比例控制和伺服控制思考习题.doc.deflate
一、概念题1、电液比例技术是将电信号按比例转换为液压功率输出的电液转换技术。
2、比例电磁佚的吸力特性：是指衔铁在运动中所受到的电磁力F与它的行程ym之间的关系。
在一定电流下，衔铁在工作行程区，其电磁吸力不随运行的距离变化而改变。
电流变化了，电磁吸力跟着成比例地改变。
3、图示直流螺管式电磁铁的吸力特性1-平底下止座式 2-岔底止座式 3-锥底止座式从上图中看，为什么曲线2是平直的，比例电磁铁不是I↑→F↑这样变化吗？请解释清楚。
4、耐高压比例电磁铁主要性能参数有哪些？5、比例电磁铁有两种控制形式：力控制和行程控制指出以上两种分别是何种控制形式的比例电磁铁？6、比例电磁铁多数为湿式，也有干式比例电磁铁，不同厂家的湿式比例电磁铁中耐油压的程度也不尽相同，多数为耐35 MP a的静压。
7、比例控制阀它分为比例压力控制阀，比例流量控制阀，比例方向阀和比例复合阀。
前两者为单参数控制阀，后两种为多参数控制阀。
比例方向阀能同时控制流体运动的方向和流量，是一种两参数控制阀。
还有一种被称作比例压力—流量阀的两参数控制阀，能同时对压力和流量进行比例控制。
有些复合阀能对单个执行器或多个执行器实现压力、流量和方向的同时控制。
8、比例压力控制阀有：比例溢流阀和比例减压阀。
比例溢流阀又分为直动式比例溢流阀和先导式比例溢流阀。
先导式比例溢流阀有间接检测式和直接检测式之分。
直接检测式灵敏度更高。
比例减压阀也分直动式和先导式。
先导式比例减压阀又分带限压阀的先导式比例减压阀和带压力补偿流量控制器的比例减压阀。
9、三通比例减压阀属于直动式减压阀，它分单向三通和双向三通。
单向三通有一个出口，双向三通有两个出口。
它们的原理是控制出口压力低于进口压力且保持出口压力恒定不变。
双向三通比例减压阀常用作电液比例方向阀的先导阀。
10、上图分别是何种功能比例阀？11、下图是何种功能比例阀？12、下图是何种功能比例阀？13、下图是带压力锁定的比例调速阀，它是如何锁定的？请讲清原理。
液压比例与伺服控制考试复习
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。
电液比例控制技术B卷+标准答案
4比例溢流阀采用①负反馈，比例减压阀采用②负反馈。（A）
A①进口压力、②出口压力B①出口压力、②进口压力
C①出口压力、②进出口压差D①进出口压差、②出口压力
5当选用二级电液比例方向阀时，如果主阀进油口的压力不稳定，那么其先导阀的进油需要采用（B）。
A内泄式B外控式C内控式D外泄式
1比例电磁铁的类型不包括（D）。
A力控制型比例电磁铁B行程控制型比例电磁铁
C位置调节型比例电磁铁D速度调节型比例电磁铁
2对于电液比例方向控制阀，与输入信号成比例的实质上是（D）。
A压力B流量C压力和流量D阀芯位移
3比例调速阀是液压系统中控制流量的元件，它适用于（A）系统中。
A执行元件负载变化大B执行元件负载变化小
求：（1）绘制该液压系统原理图；（要求含液压动力源）（10分）
（2）该液压缸的固有频率；（10分）
（3）按该液压缸的固有频率计算出其最大加速度 和最小制动距离 ；（计算时加（减）速过程的时间t取5倍于固有频率决定的时间常数T0，即t=5T0）（10分）
解：（1）设计系统原理图如图4下：
（评分标准：平衡阀、比例方向阀、压力补偿器每错一个扣1分，其余元件符号每错一个扣0.5分，系统连线错误酌情扣分。）
缸Ⅰ向右运动时所需流量：
（1分）
缸Ⅱ向右运动时所需流量：
（1分）
比例流量阀的死区电压为： （1分）
设比例流量阀5的给定信号为 ，比例流量阀6的给定信号为 ，因为阀的额定压降与阀的工作压降相等，因此：（1分）
对比例流量阀5： ，解得： （2分）
对比例流量阀6： ，解得： （2分）
即：比例流量阀5的给定信号为8.2V（或给定值为82%），比例流量阀6的给定信号为5.7V。
电液伺服控制阀和比例阀
当挡板偏转使其与两个喷 嘴间隙不等时，间隙小的 一侧的喷嘴腔压力升高， 反之间隙大的一侧喷嘴腔 压力降低。这两腔压差作 用在滑阀的两端面上，使 滑阀产生位移，阀口开启 。这时压力油经P口和滑阀 的一个阀口并经通口A或B 流向液压缸，液压缸的排 油则经通口B或A和另一阀 口并经通口T与回油相通。
双喷嘴挡板阀
由四同用四压质一图它油另的通口图 制 控 了 和 压 图 它 x压 和 通 动s量上的以边般边缸一一开流有 ，b2液流缸有向制缸4cx式时是为s-为好可 。 控 式 说滑。路路口回两并48运，压量四油边左，控是双0，见单制用来阀控四进经和油个经动它a缸 ， 个 箱的、x制控边但边来，的，单制s边为入滑 液 箱控控1的有中 从 控 的开 右压制和结式控四滑杆单边控滑单液阀 压 。制 制速一的 而 制 。口 油力左x构，制边的边数制阀阀边s压控 缸 当边 边4度个油 改 边 当量 腔油、工双式液、双多作增控控滑缸制 右 滑。x和控液 变 。 滑的艺x边控压杆双用时进右大s制2s制阀左压边 腔 阀控的性式制缸的边是控方制，压 了 阀x入油，式s式控腔相移力x1制差只 用液开和；相制向边力 液 移x液和腔s，ls，，。3。。 于的动或x这s精系时相2样和度统，反就x和；sx，3控减s稳单1这增制小边定样大了，性式就, 进要、或x控s入双求2相减制较边液反小了高式压，， 控统度对液而速缸 和 压要制油。改压度左流缸求则 液滑变缸和的、量较用的阀了右方运右 ，高于污式液腔向动腔 从，一染伺压的。速的 而价般也服缸压度油 控格精较阀的力和液 制也度敏装，运较的感配方压 了动因贵系 。精向力 液，。
反馈杆
动圈式伺服阀
反馈杆
动圈式伺服阀
二、 喷嘴挡板式力反 馈电液伺服阀
电液伺服阀的电-
东北大学电液比例控制技术考试题
东北大学电液比例控制技术考试题
一、判断题
1．高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。
( )
2．液控单向阀正向导通反向截止。
( )
3．单向阀的功能是只允许油液向一个方向流动。
( )
4．三位直通阀有三个工作位置，五个通路。
( )
5．直动式电磁阀是利川电磁力直接推动阀芯换向。
( )
6．换向阀是通过改变阀芯在阀体内的相对位置来实现换向作用的。
( )
7.因电磁吸力有限，对液动力较大的大流量换向阀应选用液动换向阀或电液换向阀。
( )
8.胝力和速度是液胝传动中最重要的参数。
( )
9．串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定的工作压力。
( )
10.利用远稗调压阀的远稃调压回路中，只有存溢流阀的调定压力高于远程调压阀的调定压力时，远程调胝阀才能起作用。
( )
11.减压阀的主要作用足使出口压力低于进口压力且保证进口压力稳定。
( )
12.调速阀与节流阀的调速性能一样。
( )
13.在某一液压设备中需要一个完成很长工作行程的液压缸，宜采用双杆式液压缸。
( )
14.旁通型调速阀（溢流节流阀）只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可以安装在执行元件的同油路和旁油路一下。
( )
15.采用节流阀调速，只要节流阀进出口压差保持不变，通过它的工作流量稳定不变。
( )。
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
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一、选择题
1. 电液位置伺服系统中采用滞后校正可以_____；采用速度校正可以________;采用加速度
校正可以________
A 、提高频宽
B 、提高稳定性
C 、提高阻尼比
二、简答题
1. 什么是机液伺服系统？机液伺服系统有什么优缺点?
2. 为什么机液伺服系统多用在精度和响应速度要求不高的场合？
3. 为什么常把机液位置伺服系统称作力放大器或助力器?
4. 为什么在机液位置伺服系统中，阀流量增益的确定很重要?
5. 低阻尼对液压伺服系统的动态特性有什么影响?如何提高系统的阻尼，这些方法各有什
么优、缺点?
6. 考虑结构刚度的影响时，如何从物理意义上理解综合刚度?
7. 考虑连接刚度时，反馈连结点对系统的稳定性有什么影响?
8. 反馈刚度和反馈机构中的间隙对系统稳定性有什么影响?
9. 为什么机液位置伺服系统的稳定性、响应速度和控制精度由液压动力元件的特性所决
定？
10. 电液伺服阀由哪几部分组成?各部分的作用是什么？
11. 力矩马达为何要有极化磁场?
12. 永磁动铁式力矩马达的电磁力矩是如何产生的？为什么会出现负磁弹簧刚度？
13. 为什么把t K 、m K 称为中位电磁力矩系数和中位磁弹簧刚度？
14. 为什么动圈式力马达没有磁弹簧刚度?这种力马达有什么特点？
15. 为什么喷嘴挡板式力反馈两级伺服阀在稳态时，挡板在中位附近工作？有什么好处？
16. 如何提高力反馈伺服阀的频宽，提高频宽受什么限制？
17. 为了减小力矩马达线圈电感的影响，应采取什么措施?
18. 在什么情况下电液伺服阀可看成振荡环节、惯性环节、比例环节？
19. 为什么力反馈伺服阀流量控制的精确性需要靠功率滑阀的精度来保证?
20. 压力伺服阀与压力—流量伺服阀有什么区别?
21. 压力—流量伺服阀与动压反馈伺服阀有什么区别?
22. 考虑伺服阀的动态时，如何用频率法分析系统的动态特性？
23. 有哪些因素影响系统的稳态误差?
24. 在电液伺服系统中为什么要增大电气部分的增益，减小液压部分的增益?
25. 开环增益、穿越频率、系统频宽之间有什么关系？
26. 未加校正的液压伺服系统有什么特点?
27. 为什么电液伺服系统一般都要加校正装置，在电液位置伺服系统中加滞后校正、速度与
加速度校正、压力反馈和动压反馈校正的主要目的是什么？
28. 电液速度控制系统为什么一定要加校正，加滞后校正和加积分校正有什么不同?
29. 在力控制系统中负载刚度对系统特性有何影响?影响了哪些参数?
30. 力控制系统和位置控制系统对伺服阀的要求有什么不同？为什么?
31. 在确定执行元件主要规格尺寸时，对位置和速度控制系统为什么要限定s L P P 3
2
？在力控制系统是否也受此限制，为什么?
32. 如何确定伺服阀的规格?
33. 选择反馈传感器时应注意哪些问题?
34. 在设计系统时，可采用哪些方法确定系统的开环增益?
35. 伺服系统对液压能源有哪些要求?如何选择液压伺服系统的液压能源？
36. 简述300四辊轧机弯辊压力伺服控制系统的组成。
37. 简述300四辊轧机弯辊压力伺服控制系统中工作辊弯辊的双阀控制。
38. 在300四辊轧机电液弯辊压力伺服控制系统工作原理图示中补充标示半闭环控制和全闭
环控制。
39. 简述300四辊轧机电液压下位置伺服控制系统的组成。
40. 图示表述300四辊轧机电液压下位置伺服控制系统工作原理。
41. 电液伺服阀有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
42. 轧机压下系统有哪几种?
43. 什么是负载匹配？负载最佳匹配的原则是什么？如何根据最佳负载匹配的条件确定动
力元件参数？
44. 伺服阀的流量增益Ksv 与滑阀的流量增益Kq 有何区别？
45. 液压伺服系统中液压阻尼比ξh 影响因素有哪些？提高液压阻尼比的简单方法有哪几
种？
46. 写出300四辊轧机液压弯辊系统的动力学方程式，图示表述液压弯辊系统简化模型?
47. 径向间隙对实际零开口滑阀静态特性有哪些影响？
48.伺服系统的定义是什么？液压伺服控制系统的组成主要有哪几部分？
49.影响液压伺服阀系统稳定性的主要因素有哪些？
50.液压放大元件的三个阀系数对系统的工作性能各有何影响？
51.液压伺服系统是一个自动跟踪系统(随动系统)，即输出量能够自动地跟随输入量的变化
规律而变化。
52.电液伺服阀是电气一液压伺服系统的关键元件。
它既是电气信号一液压信号转换元件，
又是功率放大元件。
它能够将输入的微小电气信号转换成大功率的液压信号。
53.电液伺服阀的频带宽度是非常重要动态性能指标，是其动态响应速度的度量，并表示阀
精确复现的输入信号的频率范围。
频带宽度越大越好。
54.已知电液伺服阀在线性区域内工作时，输入差动电流，负载压力，负载流量。
求此
电液伺服阀的流量增益及压力增益。
55.已知-电液伺服阀的压力增益为，伺服阀控制的液压缸面积为，要求液压缸输出力，
伺服阀输入电流为多少?
56.力反馈两级伺服阀，其额定流量为，额定压力为，阀芯直径，为全周开口，如果要
求此伺服阀频宽，前置级喷嘴挡板阀的输出流量至少为多少? 计算时，取流量系数，油液密度。
57.力反馈两级电液伺服阀，其额定流量为，额定压力，额定电流为，功率滑阀全周可
口．阀芯直径，喷嘴中心至弹簧管旋转中心跳离，反馈杆小球中心至喷嘴中心距离，反馈杆刚度。
求力矩马达力矩系数。
计算时，取流量系数，油液密度。
58.力反馈两级电液伺服阀的传递函数形式是什么？如何根据产品样本上的试验曲线确定
伺服阀的传递函数？
59.电液伺服阀额定流量为，额定压力为，额定电流，功率滑阀为零开口四边滑阀，其零位
泄漏流量为额定流量的，伺服阀控制的双作用液压缸，当伺服阀输入电流为时，求液压缸最大输比速度和最大输出力。
60.有一速度控制系统，其原理方块图如下图所示。
已有系统参数为：电液伺服阀固有频率，
阻尼比，流量增益，液压固有频率，阻尼比，测速机增益，液压马达排量。
求稳定裕量，时积分放大器增益为多少? 速度控制系统方块原理图。
61.如果希望上题中的静态误差下降为原来值的1／4，采用滞后校正，校正元件参数及应
为多少?相位裕量有多少?伺服放大器增益如何调整?
62.绘图说明电液速度控制系统校正的原因和方法。
63. 推导理想零开口四边滑阀静态特性。
要求：（1）、推导出负载流量表达式，并依据负载
流量表达式求出滑阀的三个阀系数。
（2）、推导说明为什么可以用中位泄漏流量曲线来确定阀的流量-压力系数。
三、计算题
1、有一理想零开口全周边通油四边控制滑阀(如图19-所示)，其阀芯直径m 1083
-⨯=d ，
供油压力Pa 10146⨯=s p ，流量系数62.0=d C ，油液的密度3kg/m 900=ρ，求控制滑阀的零位阀系数，并写出其线性化流量方程。
00≈p
图19-
解：理想零开口四边控制滑阀的流量一压力特性方程为：
)(1L s V
L p p wx C q d -=ρ
四边滑阀的阀系数： )(1L s L q L p p w C x q K d -=∂∂=
ρ )(2/)(L s L s V L c L
p p p p wx C p q K d --=∂∂-= V
L s V L p )(2x p p x p K -=∂∂= 在四边控制滑阀的零位工作点：
0L V L ===p x q
对于全周通油四边控制滑阀，其面积梯度d w π=。
四边滑阀的零位工作点的阀系数为
)01014(900
110862.063q0-⨯⨯⨯⨯⨯=-πK /s m 94.12= 0c0=K ；∞=p K
理想零开口四边滑阀的流量一压力特性的线性化方程为
L c V q L p K x K q ∆-∆=∆
即
/s m 94.13V q L x K q =。