电液伺服系统 PPT
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第五章 电液伺服系统
第五章 电液伺服系统
5.1 电液位置伺服系统 5.2 电液速度伺服系统 5.3 电液伺服系统在轧钢中的应用
5.1 电液位置伺服系统
系统组成原理图 系统工作原理与方框图 系统的传递函数 液压控制系统技术指标 系统精度分析 系统的校正
系统组成原理图
系统的工作原理(一)
电液伺服阀控缸位置控制系统，两个电 位器组成的电桥测量输入（指令电位器） 与输出（工作台位置）之间的位置偏差 信号（用电压表示）。若反馈信号电位 器的滑臂指示电位与指令电位器的滑臂 指示电位不等时，则生产偏差电压。
系统的传递函数(一)
根据双电位器阀控缸的位置控制的方框图，可 以写出系统的开环传递函数为：
Au ( s ) = Kv s s 2 2ξ sv s 2 2ξ h s ω + 1 ω 2 + ω + 1 ω 2 + ω + 1 sv h a sv h
液压控制系统的技术指标
一个具体的液压控制系统，除了要满足 一些常规的技术指标外，还有控制系统 特有的技术要求，主要表现在： 控制系统的稳定性 控制系统的响应特性 系统的控制精度(误差)
控制系统的稳定性
稳定是一个控制系统正常工作的必要条 件，是首要考虑的指标。稳定性是指系 统在偏离平衡状态后外作用消失，系统 恢复到新的或原来的平衡状态的能力。 判定系统的稳定性，可以用劳斯判据。 对三阶方程 a3 s 3 + a2 s 2 + a1s + a0 = 0 其稳定条 件是 a0 a3 < a1a2 。 另一种则是利用开环对数频率特性。
τ c = RC
速度控制系统的校正(二)
校正后系统的开环方框图为：
速度控制系统的校正(结束)
5.1 电液位置伺服系统 5.2 电液速度伺服系统 5.3 电液伺服系统在轧钢中的应用
5.1 电液位置伺服系统
系统组成原理图 系统工作原理与方框图 系统的传递函数 液压控制系统技术指标 系统精度分析 系统的校正
系统组成原理图
系统的工作原理(一)
电液伺服阀控缸位置控制系统，两个电 位器组成的电桥测量输入（指令电位器） 与输出（工作台位置）之间的位置偏差 信号（用电压表示）。若反馈信号电位 器的滑臂指示电位与指令电位器的滑臂 指示电位不等时，则生产偏差电压。
系统的传递函数(一)
根据双电位器阀控缸的位置控制的方框图，可 以写出系统的开环传递函数为：
Au ( s ) = Kv s s 2 2ξ sv s 2 2ξ h s ω + 1 ω 2 + ω + 1 ω 2 + ω + 1 sv h a sv h
液压控制系统的技术指标
一个具体的液压控制系统，除了要满足 一些常规的技术指标外，还有控制系统 特有的技术要求，主要表现在： 控制系统的稳定性 控制系统的响应特性 系统的控制精度(误差)
控制系统的稳定性
稳定是一个控制系统正常工作的必要条 件，是首要考虑的指标。稳定性是指系 统在偏离平衡状态后外作用消失，系统 恢复到新的或原来的平衡状态的能力。 判定系统的稳定性，可以用劳斯判据。 对三阶方程 a3 s 3 + a2 s 2 + a1s + a0 = 0 其稳定条 件是 a0 a3 < a1a2 。 另一种则是利用开环对数频率特性。
τ c = RC
速度控制系统的校正(二)
校正后系统的开环方框图为：
速度控制系统的校正(结束)
伺服控制(电液伺服系统 )课件
20
（二）系统的闭环刚度特性
闭环惯性环节转折频率的无因次曲线
17
闭环振荡环节固有频率无因次曲线
当h和Kv/h较小时
nc h
18
当h和Kv/h较小时
2 nc 2 h — Kv / h
闭环振荡环节阻尼系数无因次曲线
19
系统频宽主要受h和h的影响 和限制，应适当提高h和 h ， 但过大的 h会降低nc，影响响
应速度。
电液位置控制系统闭环频率特性曲线
4）只有在工作频率接近谐振频率h时才有稳定性问题。当工作频率 接近h时，负载压力且也将接近ps了，也就是说压力趋于饱和，Kc变得很
大，阻尼系数比较高。
14
P116页使系统满足一定稳定要求的参数估算
由于以上几点原因，估算时一般可用
Kv
h
3
电液位置伺服系统难于得到较大的幅值稳定裕量Kg，而相位稳定
裕量 易于保证。
6
位置比较用电压比较代替 缸
电液伺服阀 液压能源
样板 给定
xi 位移 ei 比较eg 电伺服 I
传感器
- 放大器
ef
力矩 马达
液压 放大元件
扰动
液压 xp
执行件
位移 传感器1
A 双传感器阀控位置控制系统
7
由计算机图 形代替样板
程序 ei 比较eg
给定
-
ef
电液伺服阀 液压能源
电伺服 i 放大器
力矩 马达
11
将电液伺服阀看成比例环节
Kv
Ke Kd Ka Ksv iDm
TL
K V ce
iD K m
4
s
t
1
e ce
i +
（二）系统的闭环刚度特性
闭环惯性环节转折频率的无因次曲线
17
闭环振荡环节固有频率无因次曲线
当h和Kv/h较小时
nc h
18
当h和Kv/h较小时
2 nc 2 h — Kv / h
闭环振荡环节阻尼系数无因次曲线
19
系统频宽主要受h和h的影响 和限制，应适当提高h和 h ， 但过大的 h会降低nc，影响响
应速度。
电液位置控制系统闭环频率特性曲线
4）只有在工作频率接近谐振频率h时才有稳定性问题。当工作频率 接近h时，负载压力且也将接近ps了，也就是说压力趋于饱和，Kc变得很
大，阻尼系数比较高。
14
P116页使系统满足一定稳定要求的参数估算
由于以上几点原因，估算时一般可用
Kv
h
3
电液位置伺服系统难于得到较大的幅值稳定裕量Kg，而相位稳定
裕量 易于保证。
6
位置比较用电压比较代替 缸
电液伺服阀 液压能源
样板 给定
xi 位移 ei 比较eg 电伺服 I
传感器
- 放大器
ef
力矩 马达
液压 放大元件
扰动
液压 xp
执行件
位移 传感器1
A 双传感器阀控位置控制系统
7
由计算机图 形代替样板
程序 ei 比较eg
给定
-
ef
电液伺服阀 液压能源
电伺服 i 放大器
力矩 马达
11
将电液伺服阀看成比例环节
Kv
Ke Kd Ka Ksv iDm
TL
K V ce
iD K m
4
s
t
1
e ce
i +
液压伺服控制系统第7章电液伺服阀PPT课件
永 磁 动 铁 式 力 矩 马 达 的 工 作 原 理
力 矩 马 达 磁 路 原 理 图
三、 永磁动圈式 力马达
图示为永磁动式 力马达的结构原理。 力马达的可动线圈 悬置于作气隙中， 永久磁铁在工作气 隙中形成极化磁通， 当控制电流加到线 圈上时，线圈就会 受到电磁力的作用
而运动。
四、动铁式力矩马达与动圈式力矩马达的比较
比例环节。
两级伺服阀 此类阀克服了单级伺服阀缺点，是最常用的型 式。
三级伺服阀 此类阀通常是由一个两级伺服阀作前置级控制 第三级功率滑阀．功率级滑阀阀芯位移通过电气反馈形成闭环 控制，实现功率级滑阀阀芯的定位。三级伺服阀通常只用在大 流量的场合。
按第一级阀的结构形式分类： 可分为：滑阀、单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀 射流管阀和偏 转板射流阀。
伺服阀系统方块图
三、力反馈伺服阀的传递函数
给出的传递函数是一个惯性加振荡的环节，重点介绍 近似的传递函数：在大多数电液伺服系统中，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 系统的动态持性分析与设计，伺服阀的传递函数可以 进一步简化，一般可用二阶振荡环节表示。如果伺服 阀二阶环节的固有频率高于动力元件的固有频率，伺 服阀传递函数还可用一阶惯性环节表示，当伺服阀的 固有频率远大于动力元件的固有频率，伺服阀可看成
4)减小工作气隙的长度可提高动圈式力马达和动铁式力矩马达 的灵敏度。但动圈式力马达受动圈尺寸的限制，而动铁式力 矩马达受静不稳定的限制。
5)在相同功率情况下，动圈式力马达比动铁式力矩马达体积大， 但动圈式力马达的造价低。
7.3 力反馈两级伺服阀
一、工作原理
无控制电流时，衔铁由弹簧管支承在上、下导磁体的中间位 置，挡板也处于两个喷嘴的中间位置，滑阀阀芯在反馈杆小球 的约束下处于中位，阀无液压输出。当有差动控制电流输入 时．在衔铁上产生逆时针方向的电磁力矩，使衔铁挡板组件绕 弹簧转动中心逆时针方向偏转，弹簧管和反馈杆产生变形，挡 板偏离中位。这时，喷嘴挡板阀右间隙减小而左间隙增大，引 起滑阀左腔控制压力增大，右腔控制压力减小，推动滑阀阀芯 左移。同时带动反馈杆端部小球左移，使反馈杆进一步变形。 当反馈杆和弹簧管变形产生的反力矩与电磁力矩相平衡时，衔 铁挡板组件便处于一个平衡位旨。在反馈杆端部左移进一步变 形时，使挡板的偏移减小，趋于中位。这使左腔控制压力又降 低，右腔控制压力增高，当阀芯两端的液压力与反馈杆变形对 阀芯产生的反作用力以及滑阎的液动力相平衡时，阀芯停止运 动，其位移与控制电流成比例。在负载压差—定时，阀的输出 流量也与控制电流成比例。所以这是一种流量控制伺服阀。
液压伺服控制(机液伺服系统)课件
递函数式(3-18)中，因h很高而略去振荡环节，就成为
x p K q / Ap
xv
s
式中: Kq——阀的流量增益，Ap——小液压缸的活塞面积。
由此可见，用阀-缸组成的元件，不仅是放大元件，而且
还是一个积分元件。
28
3 (三)耗能元件——阻尼器
流量通过节流口，就消耗能量。所以用小液压缸及节流
器就组成液压阻尼器。
25
3 4.3.1 基本液压校正元件
校正元件主要由耗能、储能和放大等元件组成。
26
3 (一) 储能元件
最简单可靠的机械储能元件就是弹簧。它受力变形储存 能量，力撤消后复元而放出能量。另外，机械弹簧还是力-位 移转换元件，其线性好，工作可靠。
27
3 (二)放大元件
阀缸组合就是最简单的放大元件。 作为校正元件，它所需要的功事必然远小于系统负载运 动时的功率，也就是作校正元件用的小液压缸必然远小于作 执行元件用的液压缸。 因此，小液压缸的质量可忽略不计。这样，阀控缸的传
第四章 机液伺服系统
4.1 机液位置伺服系统 4.2 结构柔度对系统稳定性的影响 4.3 液压校正与动压反馈 4.4 机液扭矩放大器
3
4.1 机液位置伺服系统
液压动力元件是一个开环控制系统。
如果将液压执行元件的输出位移反馈到放大元件的输入 位移，就可构成闭环机液 位置控制系统。
闭环机液 位置控制系统主要用于输出功率不大于10kW 的场合：
=g。
31
3
因为 所以
Q d 2v
4
p
150l d 4
Q
RQ
式中，R——节流小孔液阻，计算式为
R
150l d 4
活塞运动时的阻尼力F为
x p K q / Ap
xv
s
式中: Kq——阀的流量增益，Ap——小液压缸的活塞面积。
由此可见，用阀-缸组成的元件，不仅是放大元件，而且
还是一个积分元件。
28
3 (三)耗能元件——阻尼器
流量通过节流口，就消耗能量。所以用小液压缸及节流
器就组成液压阻尼器。
25
3 4.3.1 基本液压校正元件
校正元件主要由耗能、储能和放大等元件组成。
26
3 (一) 储能元件
最简单可靠的机械储能元件就是弹簧。它受力变形储存 能量，力撤消后复元而放出能量。另外，机械弹簧还是力-位 移转换元件，其线性好，工作可靠。
27
3 (二)放大元件
阀缸组合就是最简单的放大元件。 作为校正元件，它所需要的功事必然远小于系统负载运 动时的功率，也就是作校正元件用的小液压缸必然远小于作 执行元件用的液压缸。 因此，小液压缸的质量可忽略不计。这样，阀控缸的传
第四章 机液伺服系统
4.1 机液位置伺服系统 4.2 结构柔度对系统稳定性的影响 4.3 液压校正与动压反馈 4.4 机液扭矩放大器
3
4.1 机液位置伺服系统
液压动力元件是一个开环控制系统。
如果将液压执行元件的输出位移反馈到放大元件的输入 位移，就可构成闭环机液 位置控制系统。
闭环机液 位置控制系统主要用于输出功率不大于10kW 的场合：
=g。
31
3
因为 所以
Q d 2v
4
p
150l d 4
Q
RQ
式中，R——节流小孔液阻，计算式为
R
150l d 4
活塞运动时的阻尼力F为
第六章电液伺服系统PPT课件
➢ 数字伺服系统还能运用计算机对信息进行存贮、 解算和控制，在大系统中实现多环路、多参量 的实时控制，因此发展前景广阔。但是，从经 济性、可靠性方面来看，简单的伺服系统仍以 采用模拟控制为宜。
§6-2 电液位置伺服系统的分析
➢ 电液位置伺服系统是最基本和最常用 的液压伺服系统，如机床工作台的位 置、板带扎机的板厚、带材跑偏控制、 飞机和舰船的舵机控制、雷达和火炮 控制系统以及振动试验台等。在其它 物理量的控制系统中，如速度控制和 力控制系统中，也常用位置控制小回 路作为大回路中的一个环节。
一、系统的组成及其传递函数
➢ 电液伺服系统的动力元件有阀控式和泵控 式两种基本型式，但是由于其所采用的指 令装置、反馈测量装置和相应的放大、校 正的电子部件不同，就构成了不同的系统。 如果采用电位器作为指令装置和反馈装置， 就可以构成直流电液位置伺服系统；如果 采用自整角机或旋转变压器作为指令装置 和反馈装置，就可以构成交流电液位置伺 服系统。
❖ 数字-模拟混合式伺服系统，如图6-2所示。数字装置发出的 指令脉冲与反馈脉冲相比较后产生数字偏差，经数模转换器 把信号变为模拟偏差电压，后面的动力部分不变，仍是模拟 元件。系统输出通过数字检测器（即模数转换器）变为反馈 脉冲信号。
➢ 数字检测装置具有很高的分辨能力，所以数字 伺服系统可以得到很高的绝对精度。数字伺服 系统的输入信号是很强的脉冲电压，受模拟量 的噪声和零漂的影响很小。因此，当要求较高 的绝对精度，而不是重复精度时，常采用数字 伺服系统。
5.95
211.8A/m
➢ 系统的跟随误差为
er
vm Kv
2.2 102 24.7
m 0.89 103 m
➢ 静摩擦力引起的死区电流为
I D1
§6-2 电液位置伺服系统的分析
➢ 电液位置伺服系统是最基本和最常用 的液压伺服系统，如机床工作台的位 置、板带扎机的板厚、带材跑偏控制、 飞机和舰船的舵机控制、雷达和火炮 控制系统以及振动试验台等。在其它 物理量的控制系统中，如速度控制和 力控制系统中，也常用位置控制小回 路作为大回路中的一个环节。
一、系统的组成及其传递函数
➢ 电液伺服系统的动力元件有阀控式和泵控 式两种基本型式，但是由于其所采用的指 令装置、反馈测量装置和相应的放大、校 正的电子部件不同，就构成了不同的系统。 如果采用电位器作为指令装置和反馈装置， 就可以构成直流电液位置伺服系统；如果 采用自整角机或旋转变压器作为指令装置 和反馈装置，就可以构成交流电液位置伺 服系统。
❖ 数字-模拟混合式伺服系统，如图6-2所示。数字装置发出的 指令脉冲与反馈脉冲相比较后产生数字偏差，经数模转换器 把信号变为模拟偏差电压，后面的动力部分不变，仍是模拟 元件。系统输出通过数字检测器（即模数转换器）变为反馈 脉冲信号。
➢ 数字检测装置具有很高的分辨能力，所以数字 伺服系统可以得到很高的绝对精度。数字伺服 系统的输入信号是很强的脉冲电压，受模拟量 的噪声和零漂的影响很小。因此，当要求较高 的绝对精度，而不是重复精度时，常采用数字 伺服系统。
5.95
211.8A/m
➢ 系统的跟随误差为
er
vm Kv
2.2 102 24.7
m 0.89 103 m
➢ 静摩擦力引起的死区电流为
I D1
电液系统课件液压伺服控制第三部分
应用示例
一. 电液控制系统在板带轧机 板厚控制中的应用
二、关节式机械手液压系统
• 本机械手是为某车轮轮箍厂80MN水压机上 下料而设计的，要求抓取的最大工件重量 为7000N，最大尺寸为1080mm，定位精度 为±1mm。本机械手属于高精度，重型工 业机械手。根据工艺要求及现场情况机械 手设计为双四连杆机构，其结构简图如图 6.5-1
• 本机械手主要组成为液压马达2驱动的手臂回转机构1， 大臂油缸4推动的大臂双四连杆机构3，小臂油缸5推动 的小臂双四连杆机构6及夹紧机构7，机械手所有动作 都由计算机控制液压执行机构来完成，共有三个位置 闭环控制系统。当大臂油缸和小臂油缸同时伸时，机 械手即可平动前进。当两缸缸杆同时缩回时,机械手可 平动后退。大臂前伸,小臂后缩,同时控制其运动速度， 可使机械手手爪中心沿铅垂线竖直上升。相反,则可实 现机械手手爪中心沿铅垂线竖直下降。当大,小臂均缩 回到最里位置后,机械手整体可在0°～105°范围内转 动。大，小臂及旋转平台转轴上各装有一旋转编码器， 由它们来分别检测大，小臂及旋转平台转动角度。计 算机通过接口板给出控制信号，此信号通过功率放大 后驱动伺服阀，阀即有一定的开口，从而推动液压缸， 最终使机械手运动。机械手是否到达了目标值，由编 码器检测并将检测值反馈给计算机，最终经闭环控制， 机械手会到达目标值。
• 1、系统采用泵――蓄能器工作。一台工作，一台备用， 由电接点压力表控制其工作制度。 • 2、系统除夹紧，平衡动作外，均采用伺服阀控制。 • 3、大臂缸，小臂缸，迥转缸各采用一个伺服阀控制， 每个阀前均设有一个小蓄能器，起稳压，减小冲击作 用。 • 4、伺服阀前后均设有液控单向阀，以防阀间相互干扰。 液控单向阀单独由电磁阀控制。 • 5、系统过滤精度控制措施齐全：A。总回油路设有回 油过滤器。B。系统压力油出口设有二套带发讯的高压 高精度过滤器，一台工作，一台备用。C。每个伺服阀 前还设有一套带发讯的高压高精度过滤器。D。系统单 设一套泵循环冷却过滤系统。 • 6、系统尚设有温控，液位控制等自动控制。 • 7、夹紧动作采用电磁阀控制。夹紧力由减压阀调节， 为避免夹紧力过大，夹伤热工件，回路中设有压力继 电器保护。考 Nhomakorabea题
《电液伺服系统》课件
《电液伺服系统》PPT课 件
介绍电液伺服系统的定义、组成、工作原理，控制元件的种类，动作元件的 特点，系统调试与维护，以及应用场景、优势、发展前景。
概述
电液伺服系统是控制和调节液压机械运动的先进系统，由动力元件、控制元件和动作元件组成，能够实现高效、 精确的运动控制。
动力元件
液压泵
将输入的机械能转换为液压能，提供压力和流 量。
液压马达
将液压能转化为旋转运动，驱动液压机械的转 动部分。
系统调试与维护
1
Байду номын сангаас
系统调试
调试前的准备工作，调试流程和步骤，确保系统正常运行。
2
系统维护
维护前的准备工作，维护周期和方法，延长系统的使用寿命。
应用场景
• 工业生产自动化 • 船舶与海洋工程 • 机床与自动化装备 • 飞行器和航天器
结语
电液伺服系统具有精确控制、高效能转换等优势，未来的发展前景广阔。
液压马达
将液压能转换为机械能，驱动液压机械的运动。
控制元件
比例控制阀
通过调节液压系统中的流量 比例，实现运动速度和位置 的精确控制。
压力控制阀
根据系统需求，控制液压系 统中的压力水平，确保系统 的安全运行。
流量控制阀
调节液压流量大小，实现对 液压元件的精确控制。
动作元件
液压缸
将液压能转化为机械线性运动，用于推动、拉 动或举升物体。
介绍电液伺服系统的定义、组成、工作原理，控制元件的种类，动作元件的 特点，系统调试与维护，以及应用场景、优势、发展前景。
概述
电液伺服系统是控制和调节液压机械运动的先进系统，由动力元件、控制元件和动作元件组成，能够实现高效、 精确的运动控制。
动力元件
液压泵
将输入的机械能转换为液压能，提供压力和流 量。
液压马达
将液压能转化为旋转运动，驱动液压机械的转 动部分。
系统调试与维护
1
Байду номын сангаас
系统调试
调试前的准备工作，调试流程和步骤，确保系统正常运行。
2
系统维护
维护前的准备工作，维护周期和方法，延长系统的使用寿命。
应用场景
• 工业生产自动化 • 船舶与海洋工程 • 机床与自动化装备 • 飞行器和航天器
结语
电液伺服系统具有精确控制、高效能转换等优势，未来的发展前景广阔。
液压马达
将液压能转换为机械能，驱动液压机械的运动。
控制元件
比例控制阀
通过调节液压系统中的流量 比例，实现运动速度和位置 的精确控制。
压力控制阀
根据系统需求，控制液压系 统中的压力水平，确保系统 的安全运行。
流量控制阀
调节液压流量大小，实现对 液压元件的精确控制。
动作元件
液压缸
将液压能转化为机械线性运动，用于推动、拉 动或举升物体。
电液位置伺服控制系统实验PPT课件
2）阀控缸微分方程
负载流量线性化方程
qL Kq xV Kc pL
流量连续性方程
qL
AP
dxP dt
CtP pL
Vt
4e
dpL dt
忽略阀腔和管道总容积，油液的压缩性影响忽略
qL
AP
dxP dt
CtP pL
液压缸活塞的动力学平衡方程
F
AP pL
mt
d 2xP dt 2
BP
dxP dt
FL
3）缸输出位移对伺服阀输入电信号的传递函数
s
1
Ki变大为120
Ki变大，ωc=4.39>2.78， ωh=14.8不变，Kg=15<19.1
减小Ki
正常参数
C(s)
1.537
R(s)
s
1
14.7262
s2
2 0.866 14.726
s
1
Ki减小为40
Ki变小，ωc=1.53<2.78， ωh=14.8不变，Kg=24.5>19.1
控制模块
P
P
D
I
F
D
阶正斜 跃弦坡 信信信 号号号
第一组 第二组 第三组 第四组 第五组
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
s2
2
(b Kd 2 ) 2 Kd1 a
Kd1 a
s
1
2.834
s
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。
第6部分电液伺服控制系统32页PPT
3
6.1 概述
组成电液比例控制系统的基本元件：
1）指令元件 2）比较元件 3）电控器 4）比例阀 5）液压执行器 6）检测反馈元件
第6章 电液伺服控制系统
4
6.1 概述
6.1.2 电液比例控制系统的特点及组成
第控制的主要优点是： 1）操作方便，容易实现遥控 2）自动化程度高，容易实现编程控制 3）工作平稳，控制精度较高 4）结构简单，使用元件较少，对污染不敏感 5）系统的节能效果好。
第6章 电液伺服控制系统
8
6.2 电液比例控制基本回路
2.采用先导式比例溢流阀的调压回路
第6章 电液伺服控制系统
9
6.2 电液比例控制基本回路
3.电液比例减压控制系统
第6章 电液伺服控制系统
10
6.2 电液比例控制基本回路
6.2.2 电液比例流量控制
电液比例速度调节三种方式： 1）比例节流调速 2）比例容积调速 3）比例容积节流调速
6.3 电液比例电控技术
（2）阶跃函数发生器
（3）双路平衡电路
第6章 电液伺服控制系统
22
6.3 电液比例电控技术
（4）初始电流设定电路
第6章 电液伺服控制系统
23
6.3 电液比例电控技术
第6章 电液伺服控制系统
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6.3 电液比例电控技术
第6章 电液伺服控制系统
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6.3 电液比例电控技术
第6章 电液伺服控制系统
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6.3 电液比例电控技术
6.3.3 比例控制放大器主要电路的构成、原理及功能
第6章 电液伺服控制系统
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6.3 电液比例电控技术
1.电源电路 比例控制放大器电源电路主要作用：从标准电源中获得和分离出比例控制 放大器正常工作所需的各种直流稳定电源，并且在电网电压、负载电流及环境 温度允许范围内变化，保证输出直流电压的稳定性。同时，还兼有电源电压极 性反接、过流、短路自保护自恢复等非熔断式保护功能，以保证比例控制放大 器的工作可靠性。
液压伺服与比例控制系统课件-电液伺服系统的校正
损耗，须将放大器增益增加α倍，或增设增益放大装置。
6.3 电液伺服系统的校正 二 、速度和加速度校正
速度反馈校正的主要作用是提高主回路的静态刚度，减少速 度反馈回路内的干扰和非线性的影响，提高系统的静态精度。加 速度反馈校正主要是提高系统的阻尼。
根据需要速度反馈与加速度反馈可以单独使用，也可以联合 使用。
（二）动压反馈校正
图6-19 带动压反馈的系统方框图
采用动压反馈校正可以提高系统的阻尼，而又不降低系统的静刚度。 采用压力反馈或动压反馈提高系统的阻尼比，同样受局部反馈回路 稳定性的限制。当Kfp过高时，由于伺服阀等小参数的影响局部反馈回路 就会变得不稳定。
6.3 电液伺服系统的校正
（一）压力反馈校正
图6-18 带压力反馈的系统方框图
校正后的阻尼比： 位置系统的开环传递函数：
6.3 电液伺服系统的校正
由上式可以看出，压力反馈不改变开环增益和液压固有频率，但使阻 尼比增加了。
压力反馈校正是通过增加系统的总流量- 压力系数来提高阻尼的。 显然，压力反馈降低了系统的静刚度。
（二）滞后校正举例
加入滞后校正后
6.3 电液伺服系统的校正
此时，系统的开环传递函数为
其中，校正后的速度放大系数
6.3 电液伺服系统的校正
图6-16 具有滞后校正的位置伺服系统伯德图
6.3 电液伺服系统的校正
设计滞后校正网络的设计步骤：
1 根据稳态误差要求，确定系统速度放大系数 2 画出未校正系统的伯德图，检查相位裕量和增益裕量，是否满足
6.3 电液伺服系统的校正
以上讨论了比例控制的电液位置伺服系统，其性能主要由动力 元件参数所决定。对这种系统，单纯靠调整增益往往满足不了系统 的全部性能指标，这时就要对系统进行校正，高性能的电液伺服系 统一般都要加校正装置。
6.3 电液伺服系统的校正 二 、速度和加速度校正
速度反馈校正的主要作用是提高主回路的静态刚度，减少速 度反馈回路内的干扰和非线性的影响，提高系统的静态精度。加 速度反馈校正主要是提高系统的阻尼。
根据需要速度反馈与加速度反馈可以单独使用，也可以联合 使用。
（二）动压反馈校正
图6-19 带动压反馈的系统方框图
采用动压反馈校正可以提高系统的阻尼，而又不降低系统的静刚度。 采用压力反馈或动压反馈提高系统的阻尼比，同样受局部反馈回路 稳定性的限制。当Kfp过高时，由于伺服阀等小参数的影响局部反馈回路 就会变得不稳定。
6.3 电液伺服系统的校正
（一）压力反馈校正
图6-18 带压力反馈的系统方框图
校正后的阻尼比： 位置系统的开环传递函数：
6.3 电液伺服系统的校正
由上式可以看出，压力反馈不改变开环增益和液压固有频率，但使阻 尼比增加了。
压力反馈校正是通过增加系统的总流量- 压力系数来提高阻尼的。 显然，压力反馈降低了系统的静刚度。
（二）滞后校正举例
加入滞后校正后
6.3 电液伺服系统的校正
此时，系统的开环传递函数为
其中，校正后的速度放大系数
6.3 电液伺服系统的校正
图6-16 具有滞后校正的位置伺服系统伯德图
6.3 电液伺服系统的校正
设计滞后校正网络的设计步骤：
1 根据稳态误差要求，确定系统速度放大系数 2 画出未校正系统的伯德图，检查相位裕量和增益裕量，是否满足
6.3 电液伺服系统的校正
以上讨论了比例控制的电液位置伺服系统，其性能主要由动力 元件参数所决定。对这种系统，单纯靠调整增益往往满足不了系统 的全部性能指标，这时就要对系统进行校正，高性能的电液伺服系 统一般都要加校正装置。
液压伺服系统电液伺服系统课件
发展趋势
随着科技的不断发展，液压伺服系统也在不断创新和完善。未来，液压伺服系统将朝着智能化、数字 化、网络化方向发展，实现更高效、更精准的控制。同时，液压伺服系统还将更加注重环保和节能， 推动绿色制造和可持续发展。
02 电液伺服系统基础知识
电液转换元件
01
02
03
伺服阀
将电气信号转换为液压流 量或压力，实现液压执行 机构的精确控制。
速度同步
采用液压伺服系统实现多工位、多执行机构的速 度同步，优化生产流程。
航空航天领域中的应用
飞机起落架收放系统
通过电液伺服系统实现飞机起落架的平稳收放，确保飞行安全。
发动机推力控制
利用液压伺服系统对航空发动机进行精确的推力控制，提高飞行 性能。
飞行姿态调整
采用电液伺服系统实现飞行姿态的快速、精确调整，满足复杂飞 行需求。
仿真分析
在系统模型的基础上，进行仿真分析，包括系统动态响应、控制精度、稳定性等方面的评估，以验证设计的合理性。
优化设计
根据仿真分析结果，对系统进行优化设计，包括调整元件参数、改进控制策略等，以提高系统性能。
04 电液伺服系统实现技术
硬件平台搭建
控制器选择
根据系统需求，选用合适的控制器，如PLC、DSP等，确保控制精 度和实时性。
元件选型与计算
元件选型
根据规格书要求，选择合适的液压泵 、马达、阀等元件，确保系统性能达 标。
元件计算
对所选元件进行详细的计算和分析， 包括流量、压力、功率等参数，确保 元件之间的匹配性和系统的稳定性。
系统仿真与优化
系统建模
利用AMESim、MATLAB/Simulink等仿真软件，建立液压伺服系统的数学模型，为后续仿真分析提供基础。
随着科技的不断发展，液压伺服系统也在不断创新和完善。未来，液压伺服系统将朝着智能化、数字 化、网络化方向发展，实现更高效、更精准的控制。同时，液压伺服系统还将更加注重环保和节能， 推动绿色制造和可持续发展。
02 电液伺服系统基础知识
电液转换元件
01
02
03
伺服阀
将电气信号转换为液压流 量或压力，实现液压执行 机构的精确控制。
速度同步
采用液压伺服系统实现多工位、多执行机构的速 度同步，优化生产流程。
航空航天领域中的应用
飞机起落架收放系统
通过电液伺服系统实现飞机起落架的平稳收放，确保飞行安全。
发动机推力控制
利用液压伺服系统对航空发动机进行精确的推力控制，提高飞行 性能。
飞行姿态调整
采用电液伺服系统实现飞行姿态的快速、精确调整，满足复杂飞 行需求。
仿真分析
在系统模型的基础上，进行仿真分析，包括系统动态响应、控制精度、稳定性等方面的评估，以验证设计的合理性。
优化设计
根据仿真分析结果，对系统进行优化设计，包括调整元件参数、改进控制策略等，以提高系统性能。
04 电液伺服系统实现技术
硬件平台搭建
控制器选择
根据系统需求，选用合适的控制器，如PLC、DSP等，确保控制精 度和实时性。
元件选型与计算
元件选型
根据规格书要求，选择合适的液压泵 、马达、阀等元件，确保系统性能达 标。
元件计算
对所选元件进行详细的计算和分析， 包括流量、压力、功率等参数，确保 元件之间的匹配性和系统的稳定性。
系统仿真与优化
系统建模
利用AMESim、MATLAB/Simulink等仿真软件，建立液压伺服系统的数学模型，为后续仿真分析提供基础。
电液控制-电液伺服系统
3、压力反馈和动压反馈校正
三、电液速度控制系统
四、电液力控制系统
电液控制
第5章 电液伺服系统
一、电液伺服系统概述
1、电液伺服系统的特点、应用
2、电液伺服系统的组成
3、电液伺服系统的类型
二、电液位置伺服系统的分析
自整角机： 相敏放大器： 伺服放大器： 伺服阀：
阀控液压马达：
齿轮减速箱传动比：
系统开环传函求得为：
§系统的稳定性分析
简化方框图为：
系统稳定性条件为：
稳态误差为
2、负载干扰力矩引起的稳态误差 系统对外负载力矩的误差传递函数：
稳态误差为
3、零漂和死区等引起的稳态误差
静摩擦力矩折算到伺服阀输入端的死区电流为： 电液伺服阀的零漂和死区所引起的位置误差： 设总的零漂和死区电流为Σ△I，则总的静态位置误差为：
§电液伺服系统的校正
1、滞后校正
2、速度与加速度的反馈校正
Kv 2hh
为了保证系统稳定可靠地工作，具有满意的性能指标， 一般要求： 相位裕量
30o 60o
，ห้องสมุดไป่ตู้进行分析设计
增益裕量大于 20lg Kg 6dB
§系统的响应特性分析
对指令输入的闭环频率响应：
对负载力矩的闭环频率响应：
即闭环柔度特性
即闭环刚度特性
§系统的稳态误差分析
1、指令输入引起的稳态误差 系统对指令输入的误差传递函数：
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在
油过滤器
由一个波纹纤维状杂质滤器以及之相连的硅藻土滤 器所组成。此精密滤器组件是位于高压油总管节流 孔后的管路上，此节流管路（装有一个通常关闭的 阀门）将使大约每分钟3.7升的油流过滤器件，送回 油箱。
硅藻土过滤器可以被旁路，此时油仅通过波纹纤 维状杂质滤器。此旁路是通过节流孔的，并且装有 一个通常关闭的阀门。每个滤器还装有一个压力表， 当滤器需要检修时，此压力表就指示出不正常的高 压力。
蓄能器
一个气—液式高压蓄压器装在油箱的旁边， 用来维持系统的压力，减小压力波动。此蓄 压器一侧预先充进的氮气压力与另一侧油系 统中的油压相平衡。此蓄压器块上有一个截 止阀，此阀能将蓄压器与系统隔绝，以进行 试验、重新充气或维修。蓄压器氮气一侧有 一个压力表，用以检查充氮压力
蓄能器
EH油系统的运行操作
保护系统 “2取1”带电动作OPC电磁阀，“4取2”失电动作电 磁阀，及试验回路。超速保护控制和自动停机遮断，前者用于 超速预警和保护，后者用于事故工况下紧急停机。
试验模块 低润滑油压、低EH油压、推力轴承磨损、低真空 等试验系统。
油路系统 DEH III A型EH系统共设4种油管路，即高压供油 管路、OPC保护油路或AST停机油路、低压回油油路和无压回 油油路。前3种与电液执行器相连，保护系统的回油经无压回 油油路直接排至主油箱。
柱塞变量油泵
系统采用进口高压变量柱塞泵，并采用双泵并联工作系统， 当一台泵工作，则另一台泵备用，以提高供油系统的可靠性， 二台泵布置在油箱的下方，以保证正的吸入压头。
由交流马达驱动高压柱塞泵，通过油泵吸入滤网将油箱中的 抗燃油吸入，从油泵出口的油经过压力滤油器通过单向阀流 入和高压蓄能器联接的高压油母管将高压抗燃油送到各执行 机构和危急遮断系统。
EH系统组成
本系统由安装在座架上的不锈钢油箱、有关 的管道、蓄压器、控制件、二台变量柱塞泵、 二台电动机、滤油器以及热交换器等组成 ,油 泵供出的抗燃油经过EH控制块、滤油器、逆 止阀和安全溢流阀，进入高压集管和蓄能器， 以建立14.5MPa的压力，直接供向系统， 为 所有的控制阀门的EH油动机提供动力油源， 使汽机蒸汽阀处于一定的开度位置，系统的 回油流经滤油器和冷油器后回油箱。
电液伺服阀 电控制信号转变为液压控制信号，故俗称电液转 换器。油缸活塞的位移是由进入油缸腔室的液压油的流量控制 的，故称电液流量伺服阀。我国汽轮机电液控制系统中，美国 Moog公司的电液伺服阀应用最多，故将电液伺服阀俗称为 Moog阀。
EH油系统 运 行
EH油系统概述 随着大容量、高参数汽轮发电机组的发展，
3.2 电液执行器
3.2.1 电液位置伺服执行器
作用 电液位置伺服执行器驱动主汽门和调节汽门连续运动， 产生符合机组负荷要求的主汽门及调节 向(逆止)阀，以及位置反馈线性差动位移变送器等组成。电液 伺服阀控制进入油缸的流量，由此控制油缸活塞的运动速度； 油缸为动力输出；快速卸载阀用油缸的快速关闭，单向阀起到 电液执行器与低压回油油路及OPC或AST油路的隔离作用，以 便在机组运行中，在线维修和更换电液执行器部件。
电液伺服系统
电液伺服系统
系统组成：由EH供油系统、电液执行器、保护 系统和试验模块
EH供油系统 向电液执行器提供符合压力要求和清洁度、酸 度等品质要求的安全、可靠、稳定的液压油。由高压油泵、过 滤器、再生装置、冷油器EH油箱、高压蓄能器、低压蓄能器 等组成。
电液执行器 主汽门和调节汽门的执行调节器。有电液伺服阀 和电磁阀2种控制方式，前者为位置连续调节，后者为开、关2 种状态。
泵输出压力可在0－21MPa之间任意设置。本系统允许正常工 作压力设置在11.0～15.0MPa，本系统额定工作压力为 14.5MPa。
油泵启动后，油泵以全流量约85 L/min向系统供油，同时也 给蓄能器充油，当油压到达系统的整定压力14.5MPa时，高 压油推动恒压泵上的控制阀，控制阀操作泵的变量机构，使 泵的输出流量减少，当泵的输出流量和系统用油流量相等时， 泵的变量机构维持在某一位置，当系统需要增加或减少用油 量时，泵会自动改变输出流量，维护系统油压在14.5MPa。 当系统瞬间用油量很大时，蓄能器将参与供油。
在机组预启动期间，EH油系统应进行升温、 升压。液压油的正常运行温度是49℃ （38℃～60℃），虽然允许系统可以在21℃ 油温下操作，但不推荐低于21℃油温下运行， 严禁在10℃下运行。因此预启动的第一步是 对油升温。 采用浸入式加热器升温
EH冷态启动
1、当油温位于10℃～21℃之间， （1）调节EH油箱控制组件的溢流阀到最低压力位置。 （2）主EH油泵间断地运行，使抗燃油在油箱内循环。 （3）手动启动主油泵以及调节控制组件溢流阀，使排油压 力为2、3.45Mpa,并注意监视系统压力表，使之达到 3.45Mpa。 2、当油温达到15℃时，调整溢流阀使排气压力达到6.9 Mpa。 3、EH油箱油温达到21℃时，调节控制组件的溢流阀，保持 油压在10.35 Mpa。 4、慢慢地达到控制组件缷载阀的缷载压力。调整控制组件 使溢流阀的溢流压力为16.22 Mpa。 5、调整控制组件使缷载阀的缷载压力为14.5Mpa。加载压 力为12.42 Mpa。 6、设定好阀门压力后，闭锁控制组件的缷载阀和溢流阀的 调整螺丝。
机组调节系统工作介质的额定压力随之升高， 对其工作介质的要求亦越来越高。通常所用 的矿物油自燃点为350℃左右，若在高参数大 容量机组使用，便增加了油泄漏到主蒸汽管 道(＞530℃)导致火灾的危险性。为保证机组 的安全经济运行，汽轮机电液调节系统的控 制液普遍采用了磷酸酯抗燃油。
注意点
抗燃油在运行、检修过程中容易受到水 分、温度、颗粒杂质和系统材料的污染 而影响它的使用性能。在检修过程中如 不注重检修质量管理，油系统清理不干 净和检修质量不过关，都会给系统和机 组的安全埋下隐患，甚至可能造成超速 或停机事故。